Nature揭秘運(yùn)動(dòng)提升免疫力新機(jī)理
“健康地活著真好!”相信這是疫情平息后大家最為深刻的感受之一。保持人體健康的狀態(tài),最為經(jīng)濟(jì)有效的方式就是“運(yùn)動(dòng)”。人們發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)能夠有效的提升人體免疫力,清除侵襲機(jī)體的致病細(xì)胞,提高身體的抗病能力。最近《Nature》發(fā)表的研究成果揭秘運(yùn)動(dòng)提升免疫力的新機(jī)理。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)小鼠實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)能夠刺激成骨祖細(xì)胞和免疫祖細(xì)胞相互作用,維持免疫祖細(xì)胞正常功能,促進(jìn)淋巴細(xì)胞的產(chǎn)生,最終幫助動(dòng)物抵抗感染。
人體骨髓里住著許多類型的干細(xì)胞和祖細(xì)胞,各類的干細(xì)胞和祖細(xì)胞在生理和功能上都是相互緊密聯(lián)系的,即干細(xì)胞生態(tài)位。如間充質(zhì)干細(xì)胞和祖細(xì)胞能產(chǎn)生骨、骨骼組織和脂肪細(xì)胞,是造血干細(xì)胞和祖細(xì)胞(HSPCs)基質(zhì)生態(tài)位的重要組成部分。而HSPCs負(fù)責(zé)產(chǎn)生所有血細(xì)胞譜系,包括免疫細(xì)胞。在小鼠體內(nèi),一些間充質(zhì)祖細(xì)胞產(chǎn)生一種稱為干細(xì)胞因子(SCF)的信號(hào)蛋白,它對(duì)支持HSPCs至關(guān)重要。這些細(xì)胞還表達(dá)一種瘦素受體(LepR)的細(xì)胞表面蛋白。LepR+細(xì)胞分布在骨髓中的幾個(gè)不同位置,包括血管,小動(dòng)脈和竇狀竇周圍。LepR+細(xì)胞群為多種間充質(zhì)祖細(xì)胞的混合群落。因此,研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)啟了對(duì)參與維持HSPC生態(tài)位的LepR+細(xì)胞亞群的研究。首先,他們對(duì)LepR+細(xì)胞進(jìn)行了基因表達(dá)分析,發(fā)現(xiàn)了表達(dá)在其中一個(gè)亞群的另一種標(biāo)記蛋白—骨凝集素(Oln)。通過(guò)熒光標(biāo)記,發(fā)現(xiàn)Oln+基質(zhì)細(xì)胞位于小動(dòng)脈周圍,而非竇狀竇。這些細(xì)胞被證明是一類壽命短暫的成骨祖細(xì)胞,能產(chǎn)生成骨細(xì)胞,在骨再生中起著至關(guān)重要的作用。
在此基礎(chǔ)上,研究人員設(shè)計(jì)了突變小鼠,使其Oln+細(xì)胞中缺失SCF基因,Oln+細(xì)胞缺失SCF基因并不影響造血干細(xì)胞或骨髓中大多數(shù)其他類型的造血祖細(xì)胞,可是因?yàn)镾CF的缺失,一種能產(chǎn)生淋巴細(xì)胞的造血祖細(xì)胞——共同淋巴祖細(xì)胞(CLP)數(shù)量顯著減少。接下來(lái),他們用致病細(xì)菌李斯特菌感染突變小鼠,李斯特菌通常被淋巴細(xì)胞從體內(nèi)清除,突變動(dòng)物清除病原體的效果遠(yuǎn)不如對(duì)照組。由于CLP數(shù)量減少,這些動(dòng)物根本無(wú)法產(chǎn)生足夠的淋巴細(xì)胞來(lái)完成這項(xiàng)工作,進(jìn)一步地證實(shí)了Oln+細(xì)胞有助于產(chǎn)生和維持CLPs的觀點(diǎn)。在最后一組實(shí)驗(yàn)中,小鼠被放在裝有輪子的籠子里,進(jìn)而發(fā)現(xiàn)跑步會(huì)導(dǎo)致骨髓中Oln+細(xì)胞和CLP的數(shù)量增加。運(yùn)動(dòng)能介導(dǎo)骨骼的機(jī)械刺激,激活LepR+Oln+成骨祖細(xì)胞表面的機(jī)械敏感離子通道1(Piezo1),促進(jìn)成骨祖細(xì)胞中的SCF表達(dá)和分泌,以幫助維持CLPs,CLP種群的維持使其能很容易地分化成淋巴細(xì)胞,抵抗細(xì)菌感染(圖1)。
運(yùn)動(dòng)可刺激免疫系統(tǒng)對(duì)抗感染的作用機(jī)理的確定具有重大意義,這項(xiàng)研究可能直接應(yīng)用于臨床,以期開(kāi)發(fā)出有效的醫(yī)療方式,以加強(qiáng)運(yùn)動(dòng)引發(fā)的免疫細(xì)胞輸出,強(qiáng)化免疫反應(yīng),防止病毒及細(xì)菌對(duì)人體的侵襲。
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