免疫系統(tǒng)是我們身體最復(fù)雜的部分之一。它通過清除寄生蟲、病毒或細(xì)菌、摧毀受損細(xì)胞或癌細(xì)胞來保持我們的健康。它最有趣的能力之一是它的記憶能力:在第一次接觸外來成分(科學(xué)術(shù)語稱為“抗原”)時，我們的適應(yīng)性免疫系統(tǒng)需要大約兩周的時間才能做出反應(yīng)，但之后的反應(yīng)要快得多，就好像細(xì)胞“記住”了抗原一樣。但是這種記憶是如何獲得的呢?
在最近發(fā)表的一篇文章中，由Erasmus MC的Ralph Stadhouders博士和Josep Carreras白血病研究所的組長Gregoire Stik博士協(xié)調(diào)的一組研究人員使用最先進(jìn)的方法提供了有關(guān)免疫記憶的新線索。
在他們發(fā)表在著名科學(xué)雜志《Science Immunology》上的研究論文中，第一作者Anne Onrust-van Schoonhoven和同事們比較了從未接觸過抗原的免疫細(xì)胞和以前接觸過抗原的細(xì)胞(記憶細(xì)胞)的反應(yīng)。他們把重點放在細(xì)胞機(jī)制的表觀遺傳控制和細(xì)胞核結(jié)構(gòu)的差異上，這兩種機(jī)制可以解釋記憶細(xì)胞的快速激活模式。
雖然一個人體內(nèi)的所有細(xì)胞都具有相同的遺傳信息，但不同的細(xì)胞類型可以接觸到DNA的不同部分。“表觀遺傳學(xué)”一詞包含了動態(tài)控制這種通路的機(jī)制。研究小組的結(jié)果揭示了記憶細(xì)胞中的一種特殊的表觀遺傳特征，與原始細(xì)胞相比，導(dǎo)致一組關(guān)鍵基因的快速激活。這些基因更容易被細(xì)胞機(jī)制獲取，尤其是被稱為AP-1的轉(zhuǎn)錄因子家族。把它放在一個競賽的背景下:自從細(xì)胞第一次接觸抗原以來，這些基因就一直在熱身。
然而，這種表觀遺傳特征只是冰山一角。眾所周知，DNA在細(xì)胞核中的位置不是隨機(jī)的，它反映了細(xì)胞的激活狀態(tài)。研究人員發(fā)現(xiàn)，確實，細(xì)胞核中DNA的3D分布在幼稚和記憶免疫細(xì)胞之間是不同的。早期免疫反應(yīng)的關(guān)鍵基因被組合在一起，受到稱為增強(qiáng)子的相同調(diào)控區(qū)域的影響。與賽跑的比喻一致，基因不僅在熱身，而且在起跑線上聚集在一起。
盡管大多數(shù)研究都集中在健康細(xì)胞上，但科學(xué)團(tuán)隊想知道，發(fā)現(xiàn)的任何機(jī)制，如果被改變，是否可以解釋免疫系統(tǒng)起重要作用的實際疾病。為了解決這個問題，他們分析了慢性哮喘患者的免疫細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)被認(rèn)為是早期和強(qiáng)烈免疫反應(yīng)關(guān)鍵的回路被過度激活。
免疫系統(tǒng)的表觀遺傳控制是一個蓬勃發(fā)展的領(lǐng)域，Stik博士及其同事的發(fā)現(xiàn)為下一代的表觀遺傳藥物和治療奠定了基礎(chǔ)，這些藥物和治療針對的是自身免疫性疾病和癌癥。
3D chromatin reprogramming primes human memory TH2 cells for rapid recall and pathogenic dysfunction
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