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科学家发现致人体免疫系统发生紊乱基因组

2007-2-1 8:47 【

  人自身的免疫系统能够保持人体健康不受疾病侵害,但对很多人来说,免疫系统却是致病的原因。当自身免疫系统发生紊乱时,会将健康的细胞组织当作病毒杀死,从而引发多种免疫系统疾病。

  近日,美国科学家发现了导致人体免疫系统发生紊乱的基因组,它们相当于免疫系统的“中层管理者”。

  这一发现成果很可能给人类免疫系统疾病的治疗带来新的希望,目前已被最新一期的《自然》杂志发表。

  自我防御系统失控免疫细胞“自相残杀”

  在人体免疫系统中,一种名为T细胞的免疫细胞负责直接接触并抵抗入侵的病原体,而这类细胞是否能正常发挥功能,则是由“调节性T细胞”(regulatoryTcells)控制的。简单地说,“调节性T细胞”如同一柄“双刃剑”,既能够阻止T细胞不辨敌我地攻击人体自身健康细胞,但当它的调控失效时,就会引发免疫细胞对正常细胞的“自相残杀”,其后果通常包括引发I型糖尿病、多发性硬化症、红斑狼疮等免疫系统疾病。

  科学家们此前在研究中发现,“调节性T细胞”能否正常发挥作用,与一种名为Foxp3的主调控基因有关。如果Foxp3功能失常,人体就会缺少具有活性的“调节性T细胞”。但科学家一直不清楚Foxp3是如何控制“调节性T细胞”。

  美国麻省理工学院Whitehead生物医学研究所的生物学家RichardYoung和医学博士AlexanderMarson等研究人员,近日发现30个被Foxp3直接调控的基因。正是通过与这些特定基因相结合,调控它们的活性,Foxp3才得以完成对“调节性T细胞”的控制。如果说主调控基因Foxp3相当于免疫系统的“老板”,那么,此次发现的30个基因就属于“中层管理者”。

  免疫系统疾病与“调节T细胞”受损有关

  研究人员指出,人们在十年前就已经发现人体内的“调节T细胞”负责指挥免疫系统抵御外来侵害,而问题是为什么本该保护健康的免疫系统会攻击自身细胞。现在已经查明,在自身免疫系统混乱的机体内,“调节T细胞”存在基因缺陷。

  当“调节T细胞”无法保证免疫系统正常运转时,免疫系统就开始攻击不该攻击的细胞。研究人员在老鼠身上做了实验,当“调节T细胞”被破坏之后,老鼠的多个器官患上了严重的免疫系统疾病。在人类常见的一些免疫系统疾病中,比如多发性硬化症等,并不是完全没有这种“调节T细胞”,但都会有一些功能失调。换言之,“调节T细胞”未能发挥应有的作用。

  “调节T细胞”的问题究竟出在哪儿?“研究显示,免疫系统发生紊乱时,这些基因的活力都比正常情况下要低。正是这个原因使得”调节T细胞“的活力下降,导致其无法正常工作。3年前,科学家已经发现了控制”调节T细胞“的主调控基因,它被称作Foxp3。

  研究人员使用DNA生物芯片技术扫瞄T细胞的完整基因组,并给Foxp3调控的基因进行了定位。在此过程中,研究人员们确认了702个Foxp3结合位点。研究人员坦承,直到此次发现之前,他们对主调控基因Foxp3如何对“调节T细胞”发号施令,依然一无所知。

  可用于器官移植手术的抗排斥治疗

  最新研究显示,这30个免疫系统的“中层管理者”没有正常工作。由于“调节性T细胞”是由这些特定基因控制的,因此可以说I型糖尿病、红斑狼疮、多发性硬化症、风湿性关节炎等绝大部分免疫系统疾病都由这些基因决定的。

  研究人员说,下一步要做的是确定这30个特定基因是如何“发号施令”的。目前已经发现,这些基因彼此之间联系非常紧密,且通常一起联手对T细胞进行控制,但其具体的运行机制依然未知。另一方面,还要寻找能够模拟主调控基因Foxp3调控功能的化学药品,以达到有效治疗免疫。

  除了用于治疗自身免疫性疾病外,这一发现还可用于器官移植手术中的抗排斥治疗。进行器官移植手术时,病人的身体一旦对移植外来的器官产生排斥反应,就会导致手术失败。因此,医生一般使用抗排斥药物来暂时抑制或关闭免疫系统。

  目前主要用于抑制免疫系统的药物是环孢素,它能够抑制一种名为激活T细胞核因子(NFAT)的蛋白质,而主调控基因Foxp3也能够控制这种蛋白质。研究人员表示,在必要时也可以利用这30个基因的特性“有的放矢”,且抑制免疫系统的效果更为明显。