人们普遍认为免疫细胞通过与病毒作战来帮助维护健康。但就像过热暴走的发动机一样,失控的免疫细胞可能不分病毒与正常细胞而加以破坏。韩国本土研究团队阐明了调控免疫细胞活化过程的核心原理,为开发免疫疾病治疗药物找到并提出了线索。
KAIST表示,医科学院研究生院的 Shin Euicheol、Park Suhyeong 教授研究团队与忠南大学医学院的 Eun Hyeoksu 教授开展共同研究,阐明了“杀伤性T细胞(CD8+ T细胞)”非特异性活化的原因,并提出了调控这一过程的新型治疗策略,该消息于5日公布。
(自右起)Shin Eui Cheol KAIST教授、Kim Soyoung KAIST博士研究生、Park Soohyung KAIST教授、Eun Hyuksoo 忠南大学医学院教授,(上方)Lee Hoyoung KAIST博士。KAIST提供
View original image通常,杀伤性T细胞只选择性清除被感染的细胞,从而抑制病毒扩散。但如果反应过度,就会攻击尚未被感染的正常细胞,引发炎症和组织损伤。这种“过度免疫反应”可能发展为重症病毒性疾病或自身免疫性疾病。
联合研究团队早在2018年就曾首次在全球范围内证实,被细胞因子(cytokine)非特异性激活的杀伤性T细胞会随机攻击任何细胞,并将这一现象命名为“非特异性T细胞活化”。本次作为后续工作的研究,重点在于阐明杀伤性T细胞发生非特异性活化这一现象的分子机制。
在研究过程中,联合研究团队在多种细胞因子中重点关注了一种名为“白介素‑15(IL‑15)”的物质。实验结果显示,IL‑15有时会异常激发杀伤性T细胞,使其攻击未被感染的细胞,但在病毒感染等存在抗原刺激时,又会抑制这种过度反应。
研究还新近发现,这种抑制作用是在细胞内钙离子浓度发生变化时,启动名为钙调神经磷酸酶(calcineurin)的蛋白质,由该信号驱动调控蛋白NFAT,从而控制杀伤性T细胞的行为。由IL‑15信号激活的细胞内“钙调神经磷酸酶‑NFAT通路”相当于一个“刹车装置”。
联合研究团队还确认,部分免疫抑制剂会阻断钙调神经磷酸酶通路,结果不仅无法有效抑制免疫,反而在特定情况下通过IL‑15促进杀伤性T细胞的过度活化。这意味着,各类免疫抑制剂的作用并不相同,必须根据患者的免疫反应特点谨慎选择药物。
研究团队通过基因表达分析,在仅由IL‑15异常激活的杀伤性T细胞中找到了特异性上升的一组基因(标志物),并确认该标志物在急性甲型肝炎患者的杀伤性T细胞中也明显增多。由此提出,该标志物有望被用于疾病诊断。
此次研究为理解重症病毒感染、慢性炎症性疾病、自身免疫性疾病以及器官移植排斥反应等多种免疫疾病的发病原因提供了重要线索,也显示出以IL‑15信号为靶点开发新型免疫调节治疗药物的潜在可能。
Shin 教授表示:“人体内的杀伤性T细胞并非只是单纯的防御者,它们会根据炎症环境而转变为‘非特异性攻击者’。如果能够精确调控这种异常活化,就有望开发出治疗疑难免疫疾病的新疗法。”
另一方面,本次研究由医科学院研究生院的 Lee Hoyoung 博士和 Kim Soyoung 博士课程学生共同担任第一作者参与完成。研究成果(论文)近日发表在国际学术期刊《Immunity》(《免疫学》)上。
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