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elife:抗疟疾免疫反应新机制

2015-04-11 01:24
来源:生物谷    作者:

疟疾是人类三大传染病之一(其它两类分别是艾滋病与结核病)。三大疾病每年造成2亿人口的感染与超过60万人的死亡。在发展中国家或落后地区,由于卫生条件不佳,以及缺乏有效的疫苗与治疗药物,疟疾成为了困扰他们的重大健康问题。为了设计高效的疟疾疫苗,就需要了解免疫系统识别与清除疟原虫的工作机制。

人体血液系统中的疟原虫的清除依赖于抗原特异性的抗体。目前的研究已经知道CD4+T细胞在抗体的产生中起到了关键的作用。然而,CD8+T细胞是如何发挥功能的却仍不清楚。我们都清楚疟原虫的主要侵染对象是血液中的红血球,而基本知识告诉我们哺乳动物成熟的红血球是高度分化,并且没有细胞核的。所以疟原虫侵染之后红血球不可能表达MHC-I,也就不能激活CD8+T细胞。

日本群马大学医学院的Hajime Hisaeda研究组首先发现在疟原虫减毒活疫苗注射小鼠之后,机体可以产生疟原虫抗原特异性的CD8+T细胞,通过分泌IFN-γ的方式促进吞噬细胞的清除能力,最终保护机体不受感染。他们进一步的研究发现疟原虫可以侵染未成熟的成红细胞(有核),并在其表明形成MHC-I 抗原复合体激活CD8+T细胞。在最近一期《elife》上,该小组在之前研究的基础上又发现了CD8+T细胞杀伤疟原虫的新机制。

首先,作者分别将小鼠体内的CD4+T细胞,CD8+T细胞清除,然后进行疟原虫感染,结果发现两种细胞的清除均能影响小鼠抗感染的能力。随后,作者通过细胞分析,发现在疟原虫感染期间,CD8+T细胞表面的CD25,CD69以及fasL表达量增高。为了分析FasL对于CD8+T细胞的功能是否有影响,作者比较了野生型与FasL缺失突变小鼠抗感染的能力。结果显示:突变体小鼠的表型与CD8+T细胞清除后的小鼠表型相似。

与此相对,FasL在CD4+T细胞表面的表达量并没有提升。另外,作者分别将接种过的FasL突变体小鼠体内的CD4+与CD8+T细胞取出,并且打入受体小鼠中并进行疟原虫感染。结果显示,突变体的CD8+T细胞导入后并没有对抗感染起到显著的保护作用,而CD4+T细胞则产生了保护效应。以上实验结果表明FasL特异性影响了CD8+T细胞的抗疟疾免疫活性。

FasL是经典的促凋亡因子,它与其它细胞表面的受体Fas结合,能够引发外源性的细胞凋亡。作者猜想CD8+T细胞表面的FasL可能与受到疟原虫感染的成红细胞表面的Fas发生了相互作用,从而以某种方式促进了CD8+T细胞的成熟。

作者通过细胞特征分析,证明了Fas在成红细胞表面有特异性的高表达。而且实验还发现疟原虫侵染后成红血球表面的fas会出现表达量的上升。以上实验证明了fas在成红血球上特异性表达的事实。

随后,作者证明了CD8+T细胞的刺激能够造成被疟原虫感染的成红血球细胞膜的外翻(细胞凋亡早期现象),而这一外翻事件能够促进巨噬细胞对其的吞噬作用。综上,这一研究揭示了CD8+T细胞杀伤疟原虫的新机制。


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