新发现的免疫细胞与1型糖尿病相关

05/30/2019

800 Lymphocytes

来自约翰·霍普金斯医疗集团、IBM研究院和四个合作机构的研究团队首次证实了一直怀疑的“X细胞”的存在,这是一种“捣乱杂交”免疫系统细胞,可能在1型糖尿病的发展中起关键作用。

研究人员在《细胞》(Cell)杂志上发表的一篇新论文中报道了这种不寻常的淋巴细胞(一种白细胞),将其正式称为双重表达(DE)细胞。

“经过我们鉴定,该细胞是适应性免疫系统的两大主力(B淋巴细胞和T淋巴细胞)之间的杂交细胞”,约翰·霍普金斯大学医学院病理学副教授、哲学博士、兽医科学硕士Abdel-Rahim A. Hamad说道。“我们的研究结果不仅表明X细胞存在,而且有强有力的证据表明它是导致1型糖尿病的自身免疫反应的主要驱动因素。”

1型糖尿病以前又称幼年型糖尿病或胰岛素依赖型糖尿病,是一种慢性疾病,是胰腺中产生胰岛素(调节人体血糖水平的激素)的β细胞被破坏所致。虽然大多数专家认为它是一种自身免疫性疾病,即免疫系统将正常、健康的β细胞误认为是危害并将其清除,但细胞水平的潜在机制很难确定。

Hamad及其同事认为他们可能是“第一个吃螃蟹的人”。

“我们发现的“实体”的独特之处在于它可以同时充当B细胞和T细胞”,Hamad说道。“这可能会加剧自身免疫反应,因为一个淋巴细胞同时发挥通常需要两方面协同作用的功能。”

B淋巴细胞和T淋巴细胞各自具有截然不同的细胞受体,分别是B细胞受体(BCR)和T细胞受体(TCR),它们共同作用以帮助识别和靶向抗原,以及引发免疫反应的细菌、病毒和其他外来侵入者。通常,当侵入者被称为抗原呈递细胞(APC)的白细胞吞噬时,这种防御即开始。

在此之后,APC移动到存在未成熟的B细胞和T细胞的身体部位,例如淋巴结。T细胞表面TCR的形状与呈递的抗原相吻合(类似于将钥匙插入锁中),因此T细胞可以黏附,从而触发其成熟为辅助或杀伤T细胞。

未成熟的B细胞的BCR也与所呈递抗原的形状相吻合,辅助T细胞随后将其激活,使其成熟为浆细胞或记忆细胞,前者可产生抗体以从体内去除异物;后者可“记住”抗原的生化特性以便对日后的入侵抗原进行更快速的响应。

另一方面,未成熟的T细胞与入侵抗原初始接触后被活化为细胞毒性T细胞(也称杀伤性T细胞),后者会直接攻击入侵抗原。

然而,当B细胞和T细胞攻击正常细胞时,即发生称为自身免疫反应的“误认身份”情况时,结果可能是毁灭性的。

对于1型糖尿病,科学家们一直认为免疫系统会以某种方式混淆敌我,将胰岛素视为靶标。因此,被误导的细胞防御力量对胰腺中分泌胰岛素的β细胞发动战争,大大降低可使用的β细胞数量并导致出现糖尿病特征性的高血糖水平。dna

Computer simulation showing the extremely tight binding to an immune system cell of a peptide (blue) produced by the newly discovered “X lymphocyte.” The protein may direct the mistaken destruction of healthy insulin-producing cells in the pancreas, and in turn, cause type 1 diabetes. This autoimmune response is 10 times stronger than that seen with a weaker-binding, lab-engineered insulin mimic (red) that is itself 1,000 times more immune stimulating than normal insulin.
Credit: IBM Thomas J. Watson Research Center

研究人员使用不同的方法来验证DE细胞的存在并确定其特征,包括使用病毒修饰DE细胞以产生大量的DE细胞克隆。他们发现每个克隆都具有BCR和TCR,从而证明该淋巴细胞确实是B细胞和T细胞的杂交细胞。

或许“X细胞故事”中最有趣的部分在于,与健康的非糖尿病受试者相比,研究人员在1型糖尿病患者的血液中更频繁地发现DE淋巴细胞和x-Id肽。“这一发现,再加上我们得出的结论,即x-Id肽活化T细胞来发动对分泌胰岛素细胞的攻击,有力地支持了DE细胞与1型糖尿病之间的关联。”

Hamad表示,接下来,他的团队将更深入地研究这种可能的关联,以进行确认并更广泛地定义。他表示,这样的专业知识有助于开发用于筛查1型糖尿病高危人群的方法。

“我们可能迈出了寻找治疗1型糖尿病的新策略的第一步”,Hamad说道。“也许有一天,我们也会发现DE细胞参与其他自身免疫性疾病的病理过程,如多发性硬化症和类风湿性关节炎。”