北京,2007年10月20日 通过破译免疫反应背后的细胞迁移机制,瑞士UNIGE大学和德国LMU大学的科学家证明,免疫系统的激活依赖于时间,并受到生物钟的影响。对于人体来说,休息时,也就是早上一天活动之前,免疫功能最强。研究结果于18日发表在《自然免疫学》杂志上。建议考虑时间来提高癌症疫苗接种或免疫治疗的有效性。
免疫系统有两个分支,即先天免疫系统和适应性免疫系统。先天免疫系统对常见病原体立即做出反应。适应性免疫系统需要持续几周,以便对身体接触过的特定病原体建立长期而精确的反应。这也是免疫系统在疫苗接种过程中发挥作用的典型机制。
淋巴系统是适应性免疫反应的支柱之一。树突状细胞位于许多外周免疫器官,包括皮肤。它们通过淋巴管迁移到淋巴结,并呈现抗原以触发对病原体的免疫反应。为了了解昼夜节律在免疫激活中的作用,研究人员观察了树突状细胞从皮肤向淋巴系统的迁移。
科学家首先观察了野生小鼠树突状细胞每天四次的迁移,然后观察了没有正常生物钟的小鼠。为了使细胞正确迁移,树突细胞和淋巴细胞都必须对昼夜节律做出反应。如果生物钟不工作,免疫系统的活动高峰将不再出现,它将继续“缓慢”工作。
随后,研究人员在一天的不同时间对人类皮肤细胞进行了重复实验。领导这项研究的UNIGE病理与免疫学系和日内瓦炎症研究中心的教授Christopher Sherman说,我们鉴定了许多参与迁移过程的分子,尤其是趋化因子,它们的表达受生物钟调节。在人和小鼠细胞中,发现了相同的因子,特别是受生物钟调节并参与迁移过程的趋化因子,它们的活性根据不同物种的生活习惯而不同。这证明免疫系统根据昼夜交替的自然活动来控制活动节奏。
数据显示,一天中免疫系统的活动高峰在早上。谢尔曼说:“昼夜节律是一个节能系统,可以根据最迫切的需求充分利用能量。当接触病原体的风险最大时,这是否是免疫系统保持警惕的一种方式?同样,我们会在晚上和晚上更容易感染病原体吗?还不清楚。然而,昼夜节律对免疫系统的重要性刚刚被揭示,这可能对预防接种和抗癌治疗或自身免疫性疾病的管理很重要。”
生命一般都有一套内置的时钟,以24小时为周期调节生理活动,以适应我们星球的自转和昼夜变化。以昼夜节律为例,它在一天的不同时间对我们的生理功能有非常精准的影响,帮助人类为各种日常功能做好准备。科学家对昼夜节律的运行机制着迷已久,甚至考虑过这一机制与疾病的关系,但首次详细揭示其对免疫系统的巨大影响。也许在未来,“生物钟”的研究将深入到疾病的发病机制和个体化治疗。
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