Science：免疫系統的總開關

日期：2012-02-24 13:36:55

胎兒的免疫系統是由肝臟中的干細胞發育而來，然而成人免疫細胞則是在骨髓中形成。此外，在生命的早期，免疫系統的細胞僅能對少數的外源分子做出快速應答；成體免疫細胞則能識別所有對宿主有害的物質。

來自美國國家過敏癥和傳染病研究所的Stefan Muljo研究小組近日在《科學》(Science)雜志上發表研究稱一種稱為Lin28b的“總開關”基因是導致成人與胎兒免疫系統之間的差異的重要原因。研究人員證實在小鼠生命早期參與形成免疫系統的干細胞中有Lin28b的活性表達，而在成體骨髓中卻缺乏這一因子。研究人員采用遺傳工程技術使小鼠骨髓細胞表達密切關聯基因Lin28，發現移植成體細胞形成了胚胎樣免疫細胞。

由于眾所周知胚胎樣的免疫細胞能夠有效對抗某些病原體、癌癥和其他一些疾病，呈現胚胎特性的誘導移植骨髓細胞可用于促進免疫反應。

摘要：在個體發育過程中，免疫系統的發育呈波浪狀。最初免疫系統主要由胚胎造血干細胞(HSCs)生成的細胞組成，隨后被成體HSCs衍生的細胞取代。然而，目前科學家們對于調控這兩種不同干細胞命運的遺傳程序仍知之甚少。在這篇文章中，研究人員發現Lin28b在小鼠和人類胚肝和胸腺中特異性表達，但卻不存在于成體骨髓或胸腺中。研究人員證實異位表達Lin28可重編程來自成體骨髓的造血干/祖細胞（hematopoietic stem–progenitor cells，HSPCs），使得這些干細胞重新獲得與胚胎淋巴細胞相似的調控多譜系重建（multilineage reconstitution）的能力，其中包括促進B-1a細胞、結內邊緣區B細胞、γδ T細胞和自然殺傷（NKT）細胞發育。

背景：造血干細胞可以生成所有的紅系、髓系和淋巴系細胞，因此在臨床上被廣泛用于各種血液和免疫系統疾病例如免疫缺陷和惡性腫瘤等患者的移植治療。在小鼠的胚胎發育晚期，造血位點從胚肝（fetal liver ，FL）轉移到胚胎脾臟（fetal spleen ，FS）和骨髓（BM）。FL的HSCs與成體BM HSCs無論從表型還是功能上均存在顯著差異，人們認為這一發育轉換應該發生在出生后的第一周。過繼轉移和胚胎胸腺器官培養實驗證實不同于成體BM HSPCs，FL HSPCs更傾向生成統稱為“原始樣淋巴細胞”的淋巴細胞亞群。例如稱之為“B-1a亞群”的CD5+B細胞和某些γδ T細胞亞群幾乎全部是胎兒和初生嬰兒期發育。最近，研究發現胚胎來源的HSPCs更易于生成B-1a細胞和結內邊緣區B細胞系。相反的是，與B細胞和T細胞群相比，成體BM HSPCs在重建B-1a,和胚胎γδ-T細胞方面的效率較低。與天然免疫系統的細胞相比，原始樣淋巴細胞亞群僅對某些保守的抗原做出快速應答。盡管它們也是宿主免疫的有力介導者，然而這些細胞傾向于在胎兒或幼兒期發育的分子機制仍是待解之謎。在這篇文章中，研究人員證實Lin28b 和 let-7 miRNAs參與了轉錄后調控，導致兩種干細胞類型的分化潛能差異。