Cell子刊:“臭氣”的驚人作用
日期:2015-08-13 09:05:46
免疫系統(tǒng)不僅能對(duì)感染和機(jī)體其他潛在的異常情況做出響應(yīng),它還包含一套調(diào)節(jié)性T細(xì)胞(Tregs)形式的內(nèi)置剎車。Tregs確保了炎癥反應(yīng)不會(huì)失去控制,造成損害。在自身免疫疾病中,有時(shí)這些Treg細(xì)胞無法履行它們應(yīng)盡的職責(zé)。
來自賓夕法尼亞大學(xué)、北京大學(xué)、首都師范大學(xué)的研究人員現(xiàn)在在一項(xiàng)新研究中揭示出了Tregs調(diào)控自身的機(jī)制,它們借助了一種意想不到的資源:硫化氫——這一氣體是由機(jī)體的肌肉細(xì)胞所產(chǎn)生,常常與臭雞蛋氣味聯(lián)系在一起。
研究結(jié)果揭示出了幾個(gè)新的潛在治療干預(yù)靶點(diǎn),這對(duì)于自身免疫性疾病及癌癥和高血壓等其他的疾病具有重要意義。相關(guān)論文發(fā)布在8月11日的《免疫》(Immunity)雜志上。
國際口腔醫(yī)學(xué)界知名科學(xué)家、再生醫(yī)學(xué)研究權(quán)威、國家教育部長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授、美國南加州大學(xué)奧斯特魯夫牙科學(xué)院教授施松濤(Songtao Shi)及北京大學(xué)口腔醫(yī)院的周彥恒(Yanheng Zhou)教授是這篇論文的共同通訊作者。
科學(xué)家們通常認(rèn)為,是信號(hào)通路使得配體與受體相結(jié)合。但一些氣體也能夠觸動(dòng)機(jī)體的信號(hào)級(jí)聯(lián)反應(yīng)。其中最眾所周知的是一氧化氮(NO),它調(diào)控了一系列的功能,尤其是血壓。另一種氣體一氧化碳則被稱作為是“氣體遞質(zhì)”。
盡管對(duì)其知之甚少,研究人員也逐漸認(rèn)識(shí)到硫化氫氣體在機(jī)體中發(fā)揮著一系列重要的作用。H2S水平下降與一些免疫疾病、癌癥和高血壓有關(guān)聯(lián)。
施松濤說:“H2S非常有意思。高水平的H2S有毒,但我們的機(jī)體能夠?qū)⑺S持在一定水平,我們的細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生這一氣體。”
在早先的一項(xiàng)研究中,施松濤和同事們發(fā)現(xiàn)間充質(zhì)干細(xì)胞生成并依賴于H2S來正常發(fā)揮功能。在這項(xiàng)新研究中,他們注意到H2S水平降低的小鼠有一些與自身免疫疾病相符合的問題。
為了能夠精確闡明這一氣體在免疫調(diào)節(jié)中所起的作用,研究小組檢測(cè)了培養(yǎng)的Tregs,發(fā)現(xiàn)它們也產(chǎn)生H2S。他們培育出的H2S水平降低的小鼠Tregs數(shù)量也異常低,因此形成了累及多個(gè)器官的自身免疫疾病。給予小鼠一些可釋放H2S的化合物部分程度上緩解了這些影響,小鼠壽命延長(zhǎng)。
接下來,研究小組希望能夠更深入地闡明H2S影響免疫系統(tǒng)的機(jī)制。他們已經(jīng)觀察到H2S缺陷T細(xì)胞具有較低水平的Treg標(biāo)記物Foxp3,但H2S似乎并沒有影響生成Foxp3的一條已知信號(hào)通路的作用因子。因此,他們推測(cè)H2S有可能是在另一條目前未知的信號(hào)通路中發(fā)揮作用調(diào)控了Foxp3的表達(dá)。
通過一系列的實(shí)驗(yàn),他們開始揭示出這一信號(hào)通路。他們觀察發(fā)現(xiàn)H2S生成減少的小鼠Foxp3基因上有大量的甲基,這些標(biāo)簽抑制了基因的表達(dá)。眾所周知,通過兩種酶Tet1和Tet2,Foxp3可發(fā)生去甲基化,施松濤說Tet1和Tet2 是“現(xiàn)在一個(gè)熱點(diǎn)研究區(qū)域的中心點(diǎn)”。
他們的研究工作揭示,H2S通過硫氫化過程(sulfhydration)添加一個(gè)硫原子到轉(zhuǎn)錄因子NFYB上,調(diào)控了Tet1和Tet2。降低H2S水平可導(dǎo)致T細(xì)胞中Tet1和Tet2表達(dá)下降,由此損害了Tregs的發(fā)育和功能。再一次,研究人員證實(shí)他們通過添加H2S可部分逆轉(zhuǎn)這些影響。
施松濤說:“這是第一次有人將硫氫化與Tet1、Tet2和Foxp3聯(lián)系到一起。而H2S在免疫調(diào)控中發(fā)揮著極其重要的作用,無疑越來越明顯。”
施松濤和他的研究小組正在繼續(xù)探究H2S在干細(xì)胞和T細(xì)胞中的作用機(jī)制,也在調(diào)查它在其他細(xì)胞類型中是否也發(fā)揮了至關(guān)重要的作用。他們還在跟進(jìn)當(dāng)前的研究,以找到一些方法在H2S水平下降之時(shí)進(jìn)行干預(yù),來預(yù)防自身免疫性問題。
施松濤說:“有很多不同的方法可以解決這一問題。”