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報警!線粒體介導的免疫防禦

過去大家認為線粒體是細胞的能量供應站, 主要功能是燃燒糖和脂肪生成水和二氧化碳。 這篇最新發表的《PNAS》文章讓我們對線粒體的功能又有了新認識:

研究發現, 幾種白細胞(包括健康人血液中的淋巴細胞、單核細胞和中性粒細胞, 以及慢性淋巴細胞白血病患者的B細胞)回應細菌或病毒的小DNA片段(C類CpG和非CpG寡去氧核苷酸)的方式還包括噴射由線粒體DNA(mtDNA)組成的DNA網。

如圖螢光所示, 慢性淋巴細胞白血病B細胞遇CpG-C後分泌到培養基中的胞外DNA

mtDNA網上攜帶重要信號, 預警周圍細胞“機體受到了攻擊”, 並使其他白細胞釋放“I型干擾素(interferon)”, 這種物質説明免疫系統與感染作鬥爭。

有跡象表明, 某些炎症性疾病和某些外傷創傷會造成外周血mtDNA水準升高。 “我們證實, 白細胞會主動釋放mtDNA通知周圍細胞儘快回應細菌和病毒等感染性病原體入侵。 從這一現象出發, 接下來我們將試圖通過減少mtDNA釋放,

減輕不良炎症反應, ”Linköping大學臨床和實驗醫學系副教授Björn Ingelsson解釋道。

Björn Ingelsson

已知某些白細胞, 又稱嗜中性粒細胞(neutrophils)能形成其他類型的網來抓捕病原體, 例如釋放裹著抗菌蛋白塗層的網狀陷阱。 然而, 新發現的mtDNA網的形成與其他網有著根本區別。

研究人員證明, mtDNA網可以在幾分鐘內就被啟動, 這比那些中性粒細胞網的形成速度更快。 此外, mtDNA網在血液中停留而不被降解的時間更長。

這對細菌或病毒防禦來說, 是好還是壞?

“防禦機制肯定有其積極的一面, 但是mtDNA意外洩露, 長時間留在血液裡就會導致過激炎症反應, 這是我們不想經歷的副作用, ”Björn Ingelsson說。

高水準I型干擾素是mtDNA網啟動的信號底物, 常見於幾種自身免疫性疾病和幾種癌症。 研究人員認為, 通過定量細胞釋放的mtDNA分子, 解析預警信號含義, 也許可以更好地理解這些疾病, 將為疾病治療提供豐富線索。

原文檢索:

Lymphocytes eject interferogenic mitochondrial DNA webs in response to CpG and non-CpG oligodeoxynucleotides of class C, Björn Ingelsson, Daniel Söderberg, Tobias Strid, Anita Söderberg, Ann-Charlotte Bergh, Vesa Loitto, Kourosh Lotfi, Mårten Segelmark, Giannis Spyrou and Anders Rosén, PNAS, published online 2 January, 2018, doi: 10.1073/pnas.1711950115

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