对于我们许多人来说,记住 30 年前的面孔可能是一项挑战。 但我们免疫系统中的细胞可以很好地记住宿敌,但我们从未真正确定它们是如何管理它的。
一项新的研究填补了我们身体记忆病原体的步骤中缺失的细节,最终揭示了我们的免疫细胞为保存过去战斗的参考库而采取的步骤。
加州大学伯克利分校的科学家使用氢同位素标记志愿者体内的白细胞,并追踪特选病毒从感染到免疫的整个过程,以记录免疫过程中的重要步骤。
大图适应性免疫我们记住和消除特定病原体的能力逐渐建立起来过去一个世纪。
我们有不同类型的白细胞,可以帮助发现和摧毁入侵细胞。其中两个是B细胞,它们制造并分泌抗体作为坏人的“名字标签”,以及T细胞,它执行一系列与免疫相关的任务,例如识别外来入侵者。
两者都包括细胞类型那充当细胞历史学家,像老退伍军人一样保存着过去战斗的遗迹。
我们的免疫细胞到底是如何识别并记录这些事件的——至少在化学水平上——是故事变得模糊的地方。
“这项工作解决了急性感染后产生的人类记忆 CD8+ T 细胞的起源和寿命的基本问题,”资深作家兼营养师马克·海勒斯坦 (Marc Hellerstein) 说道来自加州大学伯克利分校。
细胞毒性“CD8+”T 细胞是细胞杀手的一种形式,在人体胸腺中生长,识别熟悉的细胞,然后释放出来寻找不熟悉的恶魔——例如癌细胞、细菌或感染病毒的细胞。
一旦发现它们,身体就会鼓励这些特殊的 T 细胞增殖。 这支小军队向敌方细胞释放化学物质,在它们的细胞膜上打孔并摧毁它们。
不过,并非所有细胞毒性 T 细胞都会投入战斗并光荣牺牲,击倒敌人。 有些会留下来,一旦肿瘤或病原体卷土重来,它们似乎会发起更快的攻击。
为了弄清这个过程的真相,研究人员给 40 名志愿者提供了含有氘而不是标准氢的水,这标志着他们体内在不同时间间隔产生的新细胞。
然后,他们给他们接种了减毒活黄热病疫苗——志愿者不应在家庭环境中遇到这种病毒。
由于新的 CD8+ T 细胞易于识别,研究人员能够在未来几个月内追踪这些细胞,以了解它们的数量和化学组成如何变化。
他们发现,在对疫苗接种产生初步反应后,会形成一组记忆细胞。 这些细胞的外观和行为更像是幼稚的细胞毒性 T 细胞,但有一个区别: 他们的基因在表观遗传上贴上了战争记忆的标签。
“这些细胞就像老兵一样,扎营在血液和组织中,在那里战斗,等待黄热病出现。”海勒斯坦说。
“他们静静地休息,穿着未经考验的新兵的衣服,但他们经验丰富,准备好立即采取行动,并准备好在入侵者卷土重来时疯狂扩张和进攻。”
这种静止状态是它们成功的秘诀,使它们能够安静地潜伏在幕后,准备在病原体卷土重来时发动攻击。
平均而言,T 细胞的半衰期约为 30 天,这意味着一个月后大多数白细胞已经死亡。 这些伪装的老牌 T 细胞的半衰期为 450 天,这意味着其中一些细胞可以存活数年,甚至数十年。
我们对免疫细胞的记忆系统了解得越多,我们就能更好地利用它来发挥我们的优势。
“了解有效长期免疫记忆的基础可能有助于科学家开发更好的疫苗,了解疾病之间的差异并诊断个体免疫反应的质量,”海勒斯坦说。
这项研究发表于自然。