研究人員在負(fù)鼠中尋找免疫解決方案

新墨西哥大學(xué)生物學(xué)教授和第二年博士學(xué)位。這名學(xué)生是一組科學(xué)家的一部分，他們研究了一組不尋常的動(dòng)物" target="_blank">哺乳動(dòng)物(包括一只南美負(fù)鼠)的免疫系統(tǒng)，以尋找進(jìn)化產(chǎn)生的解決方案來(lái)對(duì)抗致病性病原體。

在《科學(xué)》雜志，新墨西哥大學(xué)，澳大利亞莫納什大學(xué)和澳大利亞國(guó)家科學(xué)研究院的國(guó)際科學(xué)家團(tuán)隊(duì)發(fā)表的題為“有袋式γμT細(xì)胞受體的分子組裝和結(jié)構(gòu)定義了第三種T細(xì)胞譜系”的論文中 衛(wèi)生研究院定義了一種新的T細(xì)胞譜系，稱(chēng)為γμ T細(xì)胞，僅存在于袋鼠，負(fù)鼠等有袋動(dòng)物和鴨嘴獸等鴨嘴類(lèi)動(dòng)物中。

這項(xiàng)工作的共同主要作者是金伯利·莫里西(Kimberly Morrissey課程資源庫(kù))，他是第二年的博士學(xué)位。UNM生物學(xué)課程的學(xué)生。她是NSF研究生研究獎(jiǎng)學(xué)金的獲得者。UNM生物學(xué)教授兼進(jìn)化與理論免疫學(xué)中心主任Rob Miller與Morrissey合作進(jìn)行了這項(xiàng)研究。

“應(yīng)用于許多物種的現(xiàn)代基因組學(xué)工具為抵抗進(jìn)化產(chǎn)生的病原體的多種免疫學(xué)解決方案打開(kāi)了大門(mén)，”進(jìn)化與理論免疫學(xué)中心主任羅布·米勒說(shuō)。

包括人類(lèi)在內(nèi)的所有脊椎動(dòng)物的免疫系統(tǒng)都含有稱(chēng)為T(mén)細(xì)胞的特殊細(xì)胞，這些細(xì)胞在保護(hù)真菌，細(xì)菌，寄生蟲(chóng)和病毒病原體方面起著基本作用，這些病原體可能導(dǎo)致癌癥或COVID等疾病。在過(guò)去的四十年中的大多數(shù)時(shí)間里，通常認(rèn)為有兩個(gè)T細(xì)胞譜系，即αβ或γδT細(xì)胞。

“ T細(xì)胞通常是兩種類(lèi)型之一。它們可以監(jiān)視和殺死被病毒感染的細(xì)胞或腫瘤細(xì)胞，或者可以通過(guò)激活或抑制其他免疫細(xì)胞來(lái)充當(dāng)主要調(diào)節(jié)劑。它們是針對(duì)特定病原體和宿主的免疫反應(yīng)的關(guān)鍵組成部分。在疫苗效力中起著不可或缺的作用?！蹦镂鹘忉屨f(shuō)。

米勒解釋說(shuō)，地球上有三種類(lèi)型的哺乳動(dòng)物：真人，有袋動(dòng)物和單足類(lèi)。諸如人類(lèi)這樣的以太主義者通常具有更長(zhǎng)的妊娠期，并且會(huì)生出更多的高度發(fā)達(dá)的年輕人。相比之下，有袋動(dòng)物的妊娠期較短，而年輕人則通過(guò)**(有時(shí)在小袋中)完成發(fā)育。他們是人類(lèi)最遠(yuǎn)的親戚，他們的生命年輕。單調(diào)也是哺乳動(dòng)物，但它們產(chǎn)卵。他們是人類(lèi)最遙遠(yuǎn)的親戚，也是哺乳動(dòng)物。

Morrissey和Miller檢查了南美小負(fù)鼠物種(灰色短尾負(fù)鼠Monomonophis domestica)的免疫系統(tǒng)，以進(jìn)行研究。這是米勒參與的第一個(gè)對(duì)其有序基因組測(cè)序的有袋動(dòng)物，該項(xiàng)目于2007年完成。研究人員正在尋找與人類(lèi)的相似之處和不同之處。

“我們研究負(fù)鼠等有袋動(dòng)物的免疫系統(tǒng)，既要尋找新穎性，又要尋求保護(hù)。新穎性是我們?nèi)狈ω?fù)鼠的東西。這使我們能夠洞察某些物種中的進(jìn)化創(chuàng)新。像老鼠和老鼠這樣的普通研究模型。保護(hù)或負(fù)鼠和人類(lèi)相同的方式，使我們能夠洞察已保存超過(guò)1.5億年進(jìn)化歷史的古代特征，因此可能具有根本的重要性?！泵桌战忉?。

“本《科學(xué)》文章報(bào)道的發(fā)現(xiàn)是一個(gè)古老例子，存在于所有活哺乳動(dòng)物的祖先中，但由于某種原因在胎盤(pán)哺乳動(dòng)物世系(如人類(lèi))中丟失了。要了解為什么丟失，或?yàn)槭裁礇](méi)有它我們看起來(lái)很好，或者也許我們有不同的細(xì)胞類(lèi)型執(zhí)行相同的功能，我們首先需要知道該細(xì)胞在負(fù)鼠物種中的表現(xiàn)，例如負(fù)鼠。”他繼續(xù)說(shuō)道。

在分析南美負(fù)鼠的第一個(gè)完整的有袋動(dòng)物基因組序列的同時(shí)，發(fā)現(xiàn)了編碼TCRμ蛋白的基因，這為新型T細(xì)胞提供了證據(jù)。奇異于傳統(tǒng)的TCR，TCRμ被預(yù)測(cè)與免疫系統(tǒng)中的其他重要分子(抗體)具有相似性。

除了表征使用γμTCR的T細(xì)胞外，研究人員還在澳大利亞同步加速器上使用高強(qiáng)度X射線(xiàn)束獲得了負(fù)鼠γμTCR的詳細(xì)三維圖像。γμ TCR具有獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，與傳統(tǒng)的αβ或γδTCR不同。值得注意的是，存在另一個(gè)名為Vμ的單一抗體樣結(jié)構(gòu)域，其結(jié)構(gòu)類(lèi)似于稱(chēng)為納米抗體的獨(dú)特抗體類(lèi)型。該發(fā)現(xiàn)增加了γμT細(xì)胞以不同于常規(guī)T細(xì)胞的新穎機(jī)制識(shí)別病原體的可能性。

Miller說(shuō)，γμTCR具有擴(kuò)大免疫學(xué)“工具箱”的潛力，并補(bǔ)充說(shuō)納米抗體可用于治療和診斷，目前使用駱駝家族成員(例如羊駝)生產(chǎn)。有袋動(dòng)物(例如負(fù)鼠)可能是一種替代來(lái)源，與駱駝和羊駝相比，有袋動(dòng)物更小，更容易且更便宜地進(jìn)行維護(hù)。

“這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)進(jìn)一步說(shuō)明了超越標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)物研究模型(例如實(shí)驗(yàn)室小鼠)探索世界生物多樣性的價(jià)值。適用于許多物種的現(xiàn)代基因組學(xué)工具為抵抗進(jìn)化產(chǎn)生的病原體的多種免疫學(xué)解決方案打開(kāi)了大門(mén)， “ 他說(shuō)。

我的研究得出的一項(xiàng)觀(guān)察結(jié)果是，在負(fù)鼠的所有組織中均未發(fā)現(xiàn)γμT細(xì)胞?！白钪档米⒁獾氖牵鼈兯坪醪⑽丛谘褐醒h(huán)。確定它們?cè)趧?dòng)物中的什么位置，位于哪個(gè)器官或組織，可以使我們深入了解它們?cè)趯?duì)病原體的免疫反應(yīng)中的作用。我目前研究的目的之一是確定在動(dòng)物中發(fā)現(xiàn)γμT細(xì)胞的位置，以及它們之間是否存在與其位置有關(guān)的差異。”

米勒繼續(xù)說(shuō)，這項(xiàng)研究在許多層面上都很重要?！俺税l(fā)現(xiàn)一種新型T細(xì)胞的基礎(chǔ)科學(xué)價(jià)值外，它還增加了在免疫系統(tǒng)中添加識(shí)別分子工具箱的潛力，該工具箱可用于治療和診斷。對(duì)我來(lái)說(shuō)，更重要的是它是研究非典型模型物種的免疫系統(tǒng)如何揭示新發(fā)現(xiàn)的新發(fā)現(xiàn)，這是老鼠或人類(lèi)不會(huì)發(fā)現(xiàn)的。”

“正如羅布所說(shuō)，γμT細(xì)胞受體在結(jié)構(gòu)上與人類(lèi)和小鼠中的常規(guī)T細(xì)胞受體更相似。我們認(rèn)為這意味著它們與常規(guī)T細(xì)胞識(shí)別different或結(jié)合?病原體和其他抗原的方式不同。常規(guī)的T細(xì)胞識(shí)別被其他細(xì)胞首先分解或加工并呈遞給T細(xì)胞的抗原，抗體可以在不破壞抗原的情況下直接識(shí)別或結(jié)合抗原，我正在測(cè)試γμT細(xì)胞是否識(shí)別或結(jié)合“這種抗原更像是常規(guī)的T細(xì)胞或B細(xì)胞產(chǎn)生的抗體。如果是后者，那么就有可能將其發(fā)展為諸如納米抗體之類(lèi)的臨床工具，” Morrissey指出。

這項(xiàng)研究結(jié)果是經(jīng)過(guò)10年多學(xué)科合作的結(jié)晶，并得到了國(guó)家科學(xué)基金會(huì)，國(guó)立衛(wèi)生研究院和澳大利亞研究委員會(huì)，ARC高級(jí)分子成像卓越中心的支持以及對(duì)澳大利亞同步加速器。

Miller確認(rèn)將具有非常不同技能的實(shí)驗(yàn)室匯聚在一起的國(guó)際合作對(duì)這項(xiàng)研究至關(guān)重要。

“我在UNM的實(shí)驗(yàn)室是有袋動(dòng)物尤其是負(fù)鼠的免疫系統(tǒng)方面的專(zhuān)家，并發(fā)現(xiàn)了這些新型T細(xì)胞的第一個(gè)證據(jù)。我們?cè)贜IH的合作者帶來(lái)了在單細(xì)胞水平**析T細(xì)胞的專(zhuān)業(yè)知識(shí)。我們的合作者在澳大利亞，莫納什大學(xué)的澳大利亞團(tuán)隊(duì)帶來(lái)了蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)方面的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，我應(yīng)該補(bǔ)充一點(diǎn)，莫納什大學(xué)的澳大利亞小組在解決這類(lèi)免疫系統(tǒng)蛋白質(zhì)的結(jié)構(gòu)方面是世界上最好的小組之一，并不是因?yàn)榘拇罄麃喴杂写鼊?dòng)物而聞名。有關(guān)小鼠和人類(lèi)免疫學(xué)的研究，”他說(shuō)。

標(biāo)簽： 免疫解決方案