人体免疫系统就像一支由专业士兵（免疫细胞）组成的军队，每个士兵在对抗疾病中都扮演着独特的角色。在一项发表于《自然》杂志的新研究中，由艾伦脑科学研究所、拉霍亚免疫学研究所和加州大学圣地亚哥分校的科学家们领导的研究团队揭示了驻留组织记忆CD8 T细胞如何根据其在小肠内的位置发挥独特而专门的作用。
驻留组织记忆细胞提供了抵御再感染的第一道防线，并召唤“增援”来自其他免疫细胞，同时对于维持暴露于许多外界病原体的组织和平至关重要。
这一发现揭示了驻留组织记忆CD8 T细胞如何适应其在体内的位置，确保协调有效的免疫反应，以及微环境和细胞相互作用如何塑造这种位置特异性适应。最终，位置非常重要，这种理解也可能导致改进的免疫疗法和疫苗。
基于位置的特殊角色
研究表明，小肠中的驻留组织记忆CD8 T细胞具有多样性，职责各异，它们在肠道结构中的位置决定了它们的功能。
- 前线：在绒毛顶端，一组具有更高杀伤能力的驻留组织记忆CD8 T细胞像守卫一样驻扎在瞭望塔中。这些细胞设计用于立即攻击入侵的病原体，防止感染进一步扩散。
- 增援部队：在称为隐窝的细胞口袋中，另一组驻留组织记忆CD8 T细胞作为预备队，随时准备在未来遇到相同病原体时作出响应。这些细胞提供持久的免疫力。
“真正让我印象深刻的是，我们能够看到位于不同位置的免疫细胞具有这些特殊功能，”该研究的主要合著者之一、艾伦研究所研究员马克斯米利安·希格博士表示。“它们战略性地分布在小肠中以履行其功能，这是论文的关键发现。”
这些差异确保免疫系统能够快速应对即时威胁，同时保持长期保护的后备防御。
“在感染反应中，免疫细胞涌入组织以对抗感染并帮助修复损伤。重要的是，这些细胞与组织细胞‘交流’以协调免疫反应，”艾伦免疫学研究所执行副总裁阿南达·W·戈尔德拉思博士说。
“在这项研究中，我们现在可以可视化免疫细胞的功能状态与其所在组织区域中的细胞和信号之间的关系。这种对免疫系统如何在组织中运作的新认识是革命性的，因为我们探索如何增强免疫保护，同时避免有害的炎症。”
理解微环境和细胞相互作用
通过先进的转录谱分析技术，研究人员绘制了指导驻留组织记忆CD8 T细胞行为的遗传指令，这些指令基于它们的位置。
“我最兴奋的是我们新方法带来的可能性：在高通量、高分辨率下研究未受干扰的自然环境中免疫细胞的行为，”该研究的共同作者、拉霍亚免疫学研究所助理教授米格尔·雷纳-坎波斯博士说。
这些发现为设计更好的免疫疗法和疫苗提供了见解。通过针对指导驻留组织记忆CD8 T细胞到达特定组织内部位置的机制并增强其能力，研究人员希望开发出提高免疫系统有效性的治疗方法，使我们保持健康。
“这项工作的一部分是发现了已知基因与CD8 T细胞空间和转录表型之间的因果关系，”该研究的共同第一作者、加州大学圣地亚哥分校研究生亚历克斯·莫内尔说。
“我们正在扩展CRISPR池空间筛选，以一次性分析多种类型的基因扰动对CD8 T细胞的影响，目标是找到并操纵调节组织特异性免疫的机制。”
未来研究目标
这项工作突显了解剖学生态位在塑造免疫反应方面的重要性，并建立了研究免疫细胞与其环境相互作用的框架。它提出了利用驻留组织记忆免疫细胞在屏障组织中的独特动态来治疗慢性疾病、感染和炎症性疾病的新方法。
展望未来，该团队专注于理解如何利用这些知识来靶向治疗我们的免疫反应。
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