生物评论周报第91期:Nature:实验性自身免疫性脑脊髓炎中T细胞反应的对抗

 

1、Nature:实验性自身免疫性脑脊髓炎中T细胞反应的对抗

 

近日,来自美国斯坦福大学医学院研究人员在《Nature》杂志上发表了题为“Opposing T cell responses in experimental autoimmune encephalomyelitis.”的研究论文,发现CD8 T细胞数量增多——CD8 T细胞通常以杀死感染细胞或癌细胞而闻名。更让人惊讶的是,给小鼠注射这些CD8 T细胞识别的肽,可以降低小鼠疾病的严重程度,杀死致病的免疫细胞。

 

研究人员通过注射一种叫做髓鞘少突胶质细胞糖蛋白(MOG)的蛋白质或多肽来引发类似的疾病,建立动物实验模型。被注射MOG的小鼠,会像多发性硬化症患者一样出现瘫痪症状。以此作为模型研究不同的免疫细胞在自身免疫过程中所起的作用。他们追踪了注射MOG的小鼠体内各种免疫细胞的数量。结果发现,T细胞的数量像波浪一样起伏变化,它像将军一样指挥着免疫反应背后的整体规模和策略。

 

实验性自身免疫性脑脊髓炎中T细胞反应的对抗

图 | 来源nature

 

研究人员将T细胞暴露于大约50亿个MOG肽,最终发现了两种与CD8 T细胞相关的肽。为了解这些肽的作用,他们在MOG前后或与MOG同时注射到小鼠体内。由于CD8 T细胞主要以杀死癌细胞和感染细胞而闻名,所以研究人员猜测,注射后CD8 T细胞被激活并使病情恶化。但事实证明他们错了——给小鼠注射这两种多肽激活CD8 T细胞,可以持续减少或预防小鼠的疾病。为了确定他们对小鼠的观察是否适用于人类,研究人员从多发性硬化症患者和健康献血者的血液中分离出CD8 T。他们发现,患有这种疾病的人往往有大量相同的CD8 T细胞——就像患有类似疾病的小鼠一样。这表明,多发性硬化症中的CD8 T正在寻找某种东西,Davis的团队试图揭开这个谜题,以及研究它们中的一些是否具有抑制作用。

 

(评论:这些研究或有助于揭示自身免疫性疾病的工作原理,并发现新的治疗靶点。)

 

文章来源:

Naresha Saligrama, Fan Zhao, Michael J. Sikora, et al. Opposing T cell responses in experimental autoimmune encephalomyelitis. Nature.  07 August 2019

 

2、Nature:人胎盘没有微生物群,但可能含有潜在的病原体  

 

近日,《Nature》杂志上发表了题为“Human placenta has no microbiome but can contain potential pathogens.”,发现除了B族链球菌(一种已知的病原体)外,没有证据证明胎盘中存在细菌,这一结论也受到了一些研究人员的质疑。

 

研究人员对537例胎盘进行了活检,这些胎盘是经阴道分娩或通过剖腹产分娩得到的。他们用人体中未发现的细菌(沙门氏菌)刺激组织,作为阳性对照,然后提取DNA。其中80个样本,研究人员使用了16S rRNA基因测序和宏基因组分析。对于其余样品,他们并行使用两种不同的DNA提取试剂盒,然后对每种样品进行16S测序,比较两种试剂盒的结果。

 

由于16S rRNA测序和宏基因组测序的工作原理不同,因此研究人员预测植入细菌不应该同时出现。他们可以利用这两种方法检测它们的阳性对照S. bongori,以及在分娩开始前通过剖腹产收集的胎盘中约5%的B组链球菌,但是16S和宏基因组结果不匹配。尽管研究人员在经阴道和剖腹产的一些胎盘样本中发现了其他细菌DNA,但他们可以确定DNA提取试剂盒中大部分DNA的来源。

 

研究人员还发现了其他潜在的污染源,可以解释他们检测到的细菌信号。其中包括分娩方式 ,即在通过产道时可能沉积在胎盘上的,或者活组织检查期间的处理过程,用于扩增样本的试剂,或测序设备或材料。

 

而且他们没有发现出生结果之间的联系,例如早产或出生时较小的婴儿,以及细菌特征。作者将他们的所有研究结果解释为人胎盘中没有常驻微生物组。

 

(评论:如果胎盘真的无菌,它可能对胎儿免疫系统的发育产生深远的影响)

 

文章来源:

de Goffau MC, Lager S3, Sovio U, et al. Human placenta has no microbiome but can contain potential pathogens. Nature. 2019 Jul 31.

 

3、Science:胶原蛋白的三维生物打印重建人类心脏的组件

 

近日,来自美国卡耐基梅隆大学的科学家们开发出一种创新的3D生物打印技术,以胶原蛋白为材料,制造出具有更高分辨率、图案可以更复杂的人体器官组织支架。

 

胶原蛋白是一种十分理想的生物材料。因为这类蛋白质本身就是人体主要的结构蛋白,是细胞外基质的主要成分。它们有足够的机械强度,为细胞和组织成分提供结构空间。研究团队开发了一种新技术—悬浮水凝胶的自由可逆式嵌入”(Freeform Reversible Embedding of Suspended Hydrogels)技术。这种3D打印技术以明胶作为支撑床,特定浓度的胶原蛋白从灵活的打印喷嘴中挤出后,可以在支撑胶中逐层沉积和凝固。等到打印完成,研究人员把温度从室温调整到体温,就可以让支撑用的明胶融化,同时让打印出来的胶原蛋白结构、嵌入胶原蛋白中的细胞保持完好。

 

利用FRESH技术,他们用细胞和胶原蛋白成功打印出不同尺寸的心脏零件:小到毛细血管,大到与新生儿心脏相当的人类心脏模型,包括血管系统、腔室之间的瓣膜等结构。而且,分辨率最高达到20微米,大大超过原有技术100~500微米的分辨率。研究人员用胶原蛋白打印出来的人工心脏瓣膜,瓣膜可以打开和关闭。

 

胶原蛋白的三维生物打印重建人类心脏的组件

 

研究人员还设计了一个使用两种生物墨水打印的左心室模型,由胶原蛋白打印出内壁和外壁,中间是人类胚胎干细胞来源的心肌细胞。正如他们的预期,在打印并培养4周后,这一3D人造组织不仅保持了完整的结构,并且产生了人类心脏应有的自发搏动功能!用胶原蛋白和细胞两种生物墨水打印出人工心室,自发搏动的人工心室。

 

当然要打印符合成人尺寸的人造器官还有诸多挑战,比如大型组织需要数十亿的细胞。但是无疑,我们正在见证奇迹的实现过程。

 

(评论:FRESH技术太强大了,岂不是很多软性生物材料都可以作为生物墨水用来打印。)

 

文章来源:

A. Lee1,*, A. R. Hudson1,*, D. J. Shiwarski1, et al., (2019) 3D bioprinting of collagen to rebuild components of the human heart. Science. DOI: 10.1126/science.aav9051

 

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