如果你对花生、乳制品或草莓过敏,通常会责怪你的免疫系统。但当人们享受各种饮食而没有任何不良反应时,他们通常不会意识到这要归功于他们的免疫系统。
我们能够摄入鸡肉、肉类或番茄等物质——这些对我们身体来说是外来物,可能被视为潜在的敌对入侵者——这得益于一种称为口腔耐受性的免疫机制。尽管这种耐受性对我们的生存至关重要,但其工作原理一直是个谜,尽管经过多年的研究仍未完全解开。
现在,由雷尼特·凯德米博士及其团队在雷霍沃特魏茨曼科学研究所系统免疫学系进行的一项新研究题为“一个协调的细胞网络调节食物耐受性”,已在著名期刊《自然》上发表。这项研究解决了长期困扰口腔耐受性的悖论,并揭示了负责这一过程的细胞网络。
他们的发现有助于研究人员理解导致食物过敏、敏感性和如乳糜泻(对小麦、斯佩尔特小麦、大麦和黑麦中的麸质产生不良反应)等疾病的细胞网络功能障碍。
食物耐受性开始在胎儿期形成,因为胎儿的免疫系统会接触到母亲所摄入的食物中的物质。这种耐受性在母亲哺乳婴儿期间继续成熟,并且随着孩子开始吃固体食物以及与有益肠道细菌的相互作用而进一步发展。这些细菌会产生自身潜在的过敏原,免疫系统必须学会忽略它们。
多年来,食物耐受性被认为是由树突状细胞(DCs)主导的。这些细胞是由加拿大出生的犹太医生和医学研究员拉尔夫·斯坦曼教授在纽约市洛克菲勒大学发现的。他因对免疫系统攻击的主要原因的研究而被追授2011年诺贝尔生理学或医学奖。在宣布该奖项时,诺贝尔委员会并不知道斯坦曼已于三天前因胰腺癌去世。
在感染过程中,树突状细胞会分解微生物并将它们的片段呈现给其他细胞,从而触发免疫系统的攻击。关于口腔耐受性的普遍观点认为,在检查消化后的食物后,树突状细胞可以决定不发动攻击,而是指示免疫细胞保持平静并抑制任何行动。然而奇怪的是,当研究人员在动物模型中消除怀疑的树突状细胞亚群时,口腔耐受性仍然会发展。
凯德米认为答案可能在于她在博士后研究期间发现的一种细胞类型:ROR-gamma-t细胞,其确切谱系仍未知。这个直觉证明是正确的。
在他们的新研究中,凯德米团队由博士生安娜·鲁德尼茨基领导,展示了ROR-gamma-t细胞而非传统的树突状细胞启动了耐受机制。当鲁德尼茨基在小鼠中消除这些特定细胞向免疫系统引入食物颗粒的能力时,这些动物迅速发展出食物过敏。
“显然,免疫系统中的劳动分工比以前认为的要多得多,”凯德米在接受《耶路撒冷邮报》采访时说。“我们想了解食物敏感性的一般情况。让婴儿早期接触像巴姆巴这样的花生产品是一种积极的经历,因为它会导致口腔耐受性。如果他们接触到感染,这是一种负面经历,可能会有害。”
她补充说:“并不是树突状细胞总是决定是否攻击外来物质。相反,完全不同的参与者——特定的稀有细胞——致力于启动一种机制,确保我们可以安全地摄入食物。”
接下来,他们旨在完全解码口腔耐受性机制。通过选择性地操纵基因并在小鼠中消除不同类型的细胞,然后使用先进的遗传工具和显微镜监测细胞对食物的反应,研究人员确定了一个协调的四种细胞类型网络,这对于防止对食物的免疫反应至关重要。
这个网络由ROR-gamma-t细胞启动,它们的信号通过另外两种细胞类型传递,最终抑制第四种细胞——免疫系统的激进CD8细胞,这些细胞通常负责杀死感染细胞或对感知到的威胁引发炎症。
这些发现,特别是网络中最后一个环节的发现,引起了凯德米的进一步疑问。如果免疫系统遇到与食物成分相似的微生物蛋白会发生什么?它如何在抑制CD8对这些成分的反应的同时有效对抗微生物感染?如果口腔耐受性抑制了这种免疫反应,为什么微生物没有进化成伪装成食物以逃避CD8的杀伤力?
为了回答这些问题,研究人员测试了小鼠在已经识别出某种蛋白质作为食物的情况下,能否对表达这种蛋白质的微生物产生免疫力。他们揭示了一种惊人的反应:面对威胁,小鼠的免疫系统暂时暂停了耐受程序,部署CD8细胞来对抗感染。只有在感染清除后,细胞网络才使耐受程序重新恢复。
凯德米用两个和平邻国的比喻解释说,“如果侵略者突然越过边界开火,这个人将被另一方的力量迅速中立,无论和平协议如何。免疫系统的工作原理与此类似。面对感染,它优先打击致病微生物,暂时搁置耐受机制。”
因此,该团队发现了一个复杂的动态细胞网络,允许免疫系统防止对食物的炎症反应,同时保持对感染的警惕。这一发现为研究导致过敏和疾病的口腔耐受机制故障开辟了新的前景。
这可能解释了在乳糜泻中,耐受机制的最后阶段——抑制CD8细胞——是如何失效的,导致CD8细胞错误地攻击肠道内层以响应麸质。详细了解所有类型食物过敏和敏感性中口腔耐受网络的具体故障点,可能为改进治疗方法铺平道路,研究指出。
(全文结束)

