作為免疫系統(tǒng)的一部分，肥大細胞的功能仍然是一個謎。德國癌癥研究中心(DKFZ)的科學家們現(xiàn)在已經(jīng)在小鼠身上證明:肥大細胞作為一種傳感器，向動物發(fā)出信號，讓它們避開抗原，包括有害的過敏原，從而保護自己免受威脅健康的炎癥反應(yīng)。研究結(jié)果發(fā)表在《Nature》雜志上。
肥大細胞主要存在于分隔身體內(nèi)外的組織中，如胃腸道和肺部的上皮細胞。在組織中，肥大細胞通常位于神經(jīng)末梢附近。肥大細胞是過敏癥患者所熟知的細胞，因為肥大細胞分泌組胺等信使物質(zhì)，會引起令人討厭的、甚至威脅健康的過敏癥狀。當肥大細胞在反復的抗原接觸中被IgE類抗體激活時，就會出現(xiàn)這些癥狀。
Hans-Reimer Rodewald說:“肥大細胞和IgE存在的原因還沒有得到確切的解釋。”DKFZ的免疫學家和他的團隊現(xiàn)在已經(jīng)能夠首次在小鼠身上證明，通過行為實驗和免疫學研究的結(jié)合，肥大細胞就像一個傳感器，有助于避免與過敏原接觸
無肥大細胞和IgE無抗原回避
DKFZ的研究人員用過敏原卵清蛋白(一種蛋清的蛋白質(zhì)成分)給小鼠免疫。然后，他們讓這些動物自由選擇，是喜歡正常的還是含有蛋清的飲用水。免疫的動物避開了富含蛋清的水，而未免疫的同種動物顯然更喜歡這種水。很大比例的免疫動物在免疫后一天就不喝含蛋清的水，有些小鼠甚至在第一口之后就不喝了。
然而，當科學家們對遺傳上缺乏肥大細胞的小鼠進行這種行為測試時，免疫和未免疫的小鼠都更喜歡含蛋清的水?；蛏喜荒墚a(chǎn)生IgE的小鼠也沒有表現(xiàn)出回避行為。因此，肥大細胞和IgE這兩種成分都負責抗原規(guī)避。
當被注射了蛋清溶液的免疫小鼠別無選擇時，它們的胃和小腸出現(xiàn)了炎癥。“肥大細胞介導的回避行為顯然可以保護動物免受有害的免疫反應(yīng)，”該研究的第一作者之一Thomas Plum解釋說。
肥大細胞是如何與大腦“對話”的?
現(xiàn)在，科學家們面臨的一個重要問題是:肥大細胞作為免疫系統(tǒng)的一個組成部分，是如何影響行為的?免疫細胞以什么方式與大腦“對話”?科學家們檢測了肥大細胞釋放的各種生物活性物質(zhì)。其中包括白三烯，一種已知能激活感覺神經(jīng)的促炎信使。如果研究人員阻斷了白三烯的合成，免疫小鼠在避免蛋清方面不再表現(xiàn)出同樣的結(jié)果。因此，白三烯似乎至少部分參與了逃避行為。未來需要進一步的免疫學和神經(jīng)生物學實驗來確定肥大細胞信號向大腦傳遞的神經(jīng)連接。
“在腸、肺或皮膚中，針對非傳染性抗原的免疫反應(yīng)可能會發(fā)生，這是所謂的屏障障礙的結(jié)果，即組織從外到內(nèi)的滲透性。在過敏的情況下，我們稱這種抗原為過敏原。無論這些物質(zhì)是否危險，重要的是機體避免進一步攝入它們，以防止炎癥性疾病。這是一種進化優(yōu)勢，最終對肥大細胞和IgE的生理作用做出了結(jié)論性解釋。”
肥大細胞是否也有助于人類對有害抗原的避免，必須在進一步的研究中解決。
Thomas Plum, Rebecca Binzberger, Robin Thiele, Fuwei Shang, Daniel Postrach, Candice Fung, Marina Fortea, Nathalie Stakenborg, Zheng Wang, Anke Tappe-Theodor, Tanja Poth, Duncan A. A. MacLaren, Guy Boeckxstaens, Rohini Kuner, Claudia Pitzer, Hannah Monyer, Cuiyan Xin, Joseph V. Bonventre, Satoshi Tanaka, David Voehringer, Pieter Vanden Berghe, Jessica Strid, Thorsten B. Feyerabend, Hans-Reimer Rodewald. Mast cells link immune sensing to antigen-avoidance behaviour. Nature, 2023
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