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Science子刊:人体NK细胞的“记忆力”,有望开启疫苗接种新方式

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重大发现!科学家证明人体中的NK细胞同样拥有“记忆”功能。

长期以来,科学家们一直认为,人类和许多哺乳动物有两种类型的免疫系统:先天免疫和适应性免疫系统。前者主要是依靠自然杀伤细胞(NK),它主要是识别攻击非自身细胞。后者主要是靠B细胞和T细胞,这些细胞能够对遇到的“敌人”形成长期记忆,以后再遇到就能毫不犹豫地将其扼杀。


然而,几年前,研究人员发现,在小鼠体内,先天免疫系统的NK细胞也有可能形成以前接触抗原的“记忆”,在不依赖B细胞和T细胞的适应性免疫中发挥作用。


近日,斯克里普斯研究所的一位免疫学家Silke Paust在《Science Immunology》杂志上发表报告称,首次观察到NK细胞在人体中也能形成接触抗原“记忆”的功能。




Silke Paust博士



Silke Paust 表示:“如果我们能显示人类自然杀伤细胞也有诱发或侵染诱导特定疾病之前遇到的记忆,那么,我们可以开发疫苗来接种目标,保护人们免受疾病。”


小鼠研究证明NK细胞拥有“记忆”能力


科学家采用了一种小鼠模型,在该模型中小鼠的免疫细胞被人类免疫细胞取代,因此具有“人源化”的免疫系统。然后将部分小鼠暴露于HIV包膜疫苗中。接着,他们从小鼠的肝脏和脾脏中提取NK细胞分别培养,然后将这些细胞暴露于另一种HIV包膜、流感病毒、惰性蛋白质之中,或者什么都不接触。






BLT小鼠的脾脏和肝脏具有组织特异性人NK细胞


研究发现,接触艾滋病毒抗原的小鼠的NK细胞在遇到艾滋病毒蛋白时发生反应,但对不活跃的蛋白没有反应,对流感表现出有限的反应。


Paust说:“如果杀伤是抗原特异性的,那么HIV包膜启动的NK细胞只会杀死HIV包膜加载的靶细胞,而不会杀死任何对照靶细胞。”这些结果支持了她的团队此前的发现,即NK细胞能够回忆起过去与病原体的接触。

此外,研究人员还意外发现似乎只有来自肝脏的NK细胞“记得”HIV包膜,不管是接受过疫苗还是未接受过疫苗的脾脏NK细胞的反应,都像是从未接触过HIV包膜病毒一样。


人体实验再证结论


为了探究NK细胞在人体内是否拥有同样的“记忆”功能,Paust和她的团队招募了年龄在40-60岁之间在孩童时期患有水痘的成年人,并给他们注射了水痘病毒的糖蛋白。“在注射部位,水痘患者的皮肤会产生类似水泡的反应。这类似于结核病测试。”她解释说。




人NK细胞介导的记忆是长寿命的


一旦水疱形成,科学家们收集了一些分离的NK细胞。不像在身体其他地方发现的NK细胞,这些细胞相当活跃,并与抗原战斗,这意味着这些细胞的适应性记忆已经持续了几十年。


Paust表示,根据与肝源性细胞的比较,她认为这些细胞可能起源于肝脏。她说:“这是我们能在人类身上得到的最接近的结果。”同时她也承认,这不是一个完美的测试,但她希望,手术后在征得患者同意的情况下,能够接触到肝脏和脾脏组织的临床医生进一步探索。


NK细胞有望推开疫苗接种方式的大门


了解NK细胞如何形成适应性记忆,可能有助于研究人员开发出更有效的疫苗,从所有三种有能力的免疫细胞中刺激免疫。此外,如果科学家能够识别出显示NK细胞何时对常见感染做出反应的生物标志物,这可能会提供线索,解释为什么有些疫苗比其他疫苗更有效。


伦敦国王学院的生物学家Graham Lord称这项研究“非常令人兴奋”,但强调研究人员仍然需要探索人类长期记忆背后的生物学机制才能转化为有用的疗法。


参考资料:

[1] Innate Immune Cells May Actually Remember Their Targets

[2] Human natural killer cells mediate adaptive immunity to viral antigens


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