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我们强大的肠道免疫功能,或许从14周龄就开始形成...

时间:2019-10-13 10:09来源:中国生物技术网 作者:bio149发布 浏览次数:

    我们从大多数生物学教科书上了解到的是:胎儿的免疫系统在很大程度上是发育不完全的,它是在胎儿出生后并暴露于外界环境中学习成长的。近日,美国匹兹堡大学医学院和匹兹堡大学医学中心(UPMC)儿童医院的一项新研究对这一观点提出了质疑,并首次全面研究了发育中的肠道免疫系统。这项发表在《Developmental Cell》上的研究结果表明,胎儿肠道的免疫功能远比之前认为的要发达。

    该研究通讯作者、匹兹堡大学医学院儿科教授、UPMC儿童医院的新生儿学专家Liza Konnikova说:“了解肠道免疫的发育至关重要,因为它可能会对日后发展为自身免疫和炎症性疾病(如炎症性肠病)的风险产生重大影响。这也为开发新的孕产妇疫苗打开了大门,这种疫苗甚至在胎儿出生前就可以提供预防重大传染病的终身保护。”

图片来源:《Developmental Cell》
 
    Konnikova及其团队使用先进的细胞和基因组分析技术,包括大规模细胞计数法和B、T细胞受体库的下一代测序,研究了14至23周大的胎儿和接受纠正肠道缺陷手术婴儿肠道组织中免疫系统的组成。

图片来源:《Developmental Cell》
 
    Konnikova说:“我们惊讶地发现,在肠道中,几乎完整的免疫功能最早在14周时就已经形成,并且在整个婴儿期基本保持稳定。”

    胎儿的肠道中既有来自先天免疫系统的细胞,也有来自适应性免疫系统的细胞。先天免疫系统通常存在于体内,并不是特异性的,而是作为屏障,如皮肤和免疫细胞,迅速对入侵者作出反应。适应性免疫系统是为应对外来物质而产生的,使其成为针对特定入侵者的特异性免疫系统,但它需要在病原体产生影响前对其进行识别。这可以通过免疫或预先感染来实现。

    在先天免疫系统中,研究人员发现了很多种抗原提呈细胞,它们对启动和激活适应性免疫系统,以及自然杀伤细胞(攻击病毒感染的细胞和肿瘤细胞)至关重要。其他被称为中性粒细胞(只出现在炎症部位)的先天免疫细胞在出生后的婴儿中发现,但在胎儿中没有发现。
该研究团队还在胎儿肠道中发现大量的B细胞和T细胞,它们是适应性免疫系统的一部分。


图片来源:《Developmental Cell》
 
    令人惊讶的是,大多数T细胞属于“记忆”型的,帮助身体记住过去的入侵者,以便在未来更快地应对重复攻击。

    Konnikova说:“发现记忆性T细胞是完全出乎意料的,因为这些细胞需要暴露在病原体中才能形成,而且传统观点会认为胎盘会阻止大多数病原体进入子宫。” 她推测,胎儿可能会接触到漂浮在羊水里的病原体分子副产物,而胎儿早在12周就开始吞咽羊水。
    显微镜图像显示胎儿小肠(左)和大肠(右)中存在记忆T细胞。图片来源: Cell Press/Konnikova Lab

    研究人员认为,大量的记忆T细胞可以在婴儿出生时为避免受到微生物攻击提供一些初步保护,并防止其过度活化。

    Konnikova指出,这项研究有几个要注意的地方:肠道的免疫系统可能无法反映其他组织的免疫系统;胎儿组织仅限于妊娠中期;新生儿组织并非从完全健康的婴儿中获得。

    未来,研究人员计划研究胎儿免疫系统在子宫中究竟暴露于何种环境,以及是否可以对其进行控制,从而使发育中的胎儿受益。Konnikova表示,他们希望能在胎儿出生前监测或控制免疫系统,这或许有助于在胎儿发育的极早期诊断疾病或开发有益的母体疫苗。




 
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