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免疫細胞的命運通常在細胞開始分裂的時候就已經被決定了,近日刊登于雜志Nature上的一項研究論文中,來自圣猶大兒童研究醫(yī)院的研究人員通過研究發(fā)現(xiàn),免疫系統(tǒng)中扮演不同角色的子代細胞的產生或許會通過信號蛋白c-Myc的不對稱分布所驅動,在一個方向或另一個方向上“推動” c-Myc蛋白或許就可以幫助開發(fā)疫苗或先進的癌癥免疫療法。
細胞的不對稱分裂會產生具有兩種具有不同特性的細胞,而細胞分裂的類型對于產生多種細胞類型而言也非常必要,同時在機體發(fā)育中細胞分裂的類型也非常關鍵;相比產生兩個同樣的子代細胞而言,細胞通常會經歷不對稱的分裂來產生扮演不同角色的子代細胞,以活性T細胞為例,研究者已經知道一個子代細胞會轉變成為快速分裂的效應T細胞,而這種效應T細胞就會對機體的感染性病原體及外來威脅發(fā)起快速攻擊,而另外一個子代細胞則會變成緩慢分裂的記憶T細胞,其就會扮演哨兵的角色來為機體提供長效的保護作用,然而機制目前科學家們并不清楚上述過程發(fā)生的具體機制和原因。
研究者Douglas Green說道,本文研究中我們揭示了不對稱分裂過程中調節(jié)性蛋白c-Myc如何直接影響活性T細胞的命運和角色,同時我們還闡明了細胞不對稱分裂建立和維持的機制。通過對實驗室中培養(yǎng)和小鼠機體的細胞進行研究,研究者發(fā)現(xiàn),在活性T細胞不對稱分裂期間,在其中一個子代細胞中會積累高水平的c-Myc蛋白,在這種細胞中,c-Myc蛋白的功能就好像喝了一杯咖啡一樣,可以促進效應T細胞的快速增殖;相比較而言,攜帶低水平c-Myc蛋白的子代細胞就扮演著記憶T細胞的角色,當小鼠機體再次遭遇威脅時這種細胞就會迅速增殖來消滅威脅。
同時研究者還鑒別出了特殊的代謝和信號通路可以作為正反饋回路,來維持較高水平的c-Myc蛋白,從而促進效應T細胞來維持自身的角色和功能,而干擾該系統(tǒng)中的特殊組分就會干擾c-Myc蛋白的產生,從而改變T細胞的命運,并且引發(fā)效應T細胞發(fā)揮記憶T細胞的作用。研究者Green說道,基于當前的研究成果,我們或許就有可能通過在一個方向或另一個方向調節(jié)c-Myc蛋白的產生來操控機體的免疫反應,這對于后期開發(fā)疫苗或先進的T細胞免疫療法治療癌癥或將提供新的希望。
c-Myc是一種重要的轉錄因子,其可以調節(jié)多種基因的表達,在細胞生長、分化等過程中扮演著重要角色,c-Myc的過量或不合適產生都是引發(fā)癌癥的標志;此前研究表明,蛋白c-Myc可以在T細胞激活后驅動細胞代謝的改變,而細胞代謝的重編程就可以誘發(fā)效應T細胞的增殖。
這項研究中,研究人員就在細胞中發(fā)現(xiàn)了多種代謝改變,這些改變就可以幫助調節(jié)細胞分裂、增殖及分化的方式;通過進行一系列實驗,研究者揭示了控制該系統(tǒng)如何通過修飾c-Myc蛋白的產生來影響T細胞的命運;當子代細胞或活性T細胞看似具有不同命運時,研究者就可以通過控制細胞的代謝或調控途徑,增加或減少c-Myc的產生來改變不同子代細胞的命運。
細胞的不對稱分裂是研究細胞中基本生化過程的重要驅動器,比如早期的胚胎發(fā)育以及干細胞的自我更新等;zui后研究者表示,在其它不對稱分裂的細胞中或許也存在類似的控制機制,比如消化系統(tǒng)或神經系統(tǒng)的干細胞等。