Immunity突破性進展:觸發傷口愈合的關鍵分子
日期:2012-08-20 08:32:30
Scripps研究所科學家針對幫助皮膚和其他表皮組織傷口愈合的細胞(γδ T細胞)的研究取得了突破性進展,找到了觸發傷口愈合的重要分子,揭示了驅使機體進入傷口愈合模式的分子機制。這項成果于八月十六日提前發表在Immunity雜志網絡版上,研究顯示皮膚細胞的受體結合γδ T細胞上相應受體啟動了傷口愈合。
“這是γδ T細胞的主要激活途徑,可能成為改善糖尿病等疾病中傷口愈合難的關鍵,”文章資深作者Wendy L. Havran教授說。“恢復緩慢難以愈合的傷口是在糖尿病患者和老年人中越來越普遍的臨床問題。”
T細胞變形并增殖
Havran的實驗室專門對γδ T細胞進行研究,曾經在這一領域發表了多項成果,這其中就包括發現這種細胞在表皮傷口修復中的主要作用。表皮組織是機體與外界的屏障,例如皮膚以及腸道/肺部的內表面。
通常情況下γδ T細胞在這些組織中通過指狀突起(樹突)與周圍的表皮細胞相連。在外傷或感染發生時,表皮細胞將其受損情況傳達給γδ T細胞。作為應答,這種T細胞收縮其樹突,變為圓形開始繁殖,并分泌生長因子刺激新表皮細胞產生,從而幫助修復傷口。
研究人員對該過程中表皮細胞與γδ T細胞的關系了解得很少,不過他們知道有2條途徑是很關鍵的。其中一條是通過gd T細胞受體,另一條于2010年曾經發表在Science雜志上,該文章的第一作者是Havran實驗室的Deborah A. Witherden。但這兩種相互作用還不能完全解釋傷口附近的γδ T細胞變形現象。“我們希望了解介導這種劇烈變化的分子” Havran說。
細胞變形的信號為此,Witherden采用了能在細胞培養體系中阻斷角化細胞keratinocyte激活γδ T細胞的抗體。她發現這種抗體與角化細胞表面受體plexin B2結合。她還發現當實驗小鼠皮膚出現小傷口后不久,受損的角化細胞表達的plexin B2增多,說明plexin B2在皮膚細胞損傷的信號傳導過程中具有重要作用。
下一步就是要尋找plexin B2在γδ T細胞上的搭檔。“Plexin B2與其他Plexin B家族成員非常相似(包括Plexin B1),此前有研究顯示Plexin B1能夠與T細胞上的CD100受體結合,”Witherden說。“所以我們認為可能plexin B2與CD100也能相互作用。”
進一步研究顯示,plexin B2 和CD100的確能夠緊密結合,此外在缺少CD100的情況下γδ T細胞不能完全進入傷口修復模式。研究人員還發現,當小鼠缺乏這種受體時,皮膚傷口愈合的時間比對照組長1-2天。“這種情況與缺乏全部γδ T細胞的小鼠非常相似,”她說。
研究人員發現去除其他類型T細胞的CD100對于傷口愈合時間沒有影響,說明只有γδ T細胞上該受體缺失才是傷口愈合緩慢的原因。
研究人員通過用plexin B2刺激CD100或者用相應抗體結合CD100,發現在附近表皮受損后CD100是γδ T樹突縮回變圓的主要觸發器。沒有這一受體,T細胞無法進行這種變形。“這一變圓過程對于這些T細胞正常功能修復傷口非常重要,”Witherden說。
潛在的臨床應用在早期研究中,研究團隊還發現,plexin B2-CD100相互作用也是激活小鼠腸道壁γδ T細胞和傷口愈合所必須的。這說明這一受體可能參與控制所有表皮組織的傷口愈合。
很明顯,這一發現對于了解T細胞及其功能非常重要,此外這一發現也具有重要的醫學意義。在美國有超過四百萬人受到疾病影響傷口無法愈合,這也是截肢的首要原因。傷口無法愈合會對患者生活產生重大影響,并且造成巨大的醫療保健費用。“哪怕γδ T細胞激活通路的故障只是一部分原因,我們也能夠研發增強這一通路的藥物進行治療,”Havran說。
研究人員還提出,γδ T細胞不僅涉及傷口愈合,還能幫助抵御其他表皮組織的危害。他們的下一步研究是在感染和癌癥中分析這些分子在γδ T細胞激活通路中的作用。
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