晝夜節(jié)律鐘是最基本的生物機制之一，它以 24 小時為周期調(diào)節(jié)生物的大部分生理過程。瑞士日內(nèi)瓦大學(xué) (UNIGE) 和德國路德維希 - 馬克西米利安大學(xué) (LMU) 的科學(xué)家通過破譯免疫反應(yīng)的細(xì)胞遷移機制，表明免疫系統(tǒng)的激活是根據(jù)一天中的時間進行調(diào)節(jié)的。事實上，從皮膚到淋巴結(jié)的免疫細(xì)胞的遷移周期是 24 小時。免疫功能在休息階段最高，就在活動恢復(fù)之前——老鼠是夜行動物，在下午，而人類是清晨。這些研究結(jié)果發(fā)表在《自然免疫學(xué)》(Nature Immunology) 雜志上。
研究建議，在接種癌癥疫苗或免疫療法時，應(yīng)該考慮時間因素，以提高它們的有效性。不同于先天免疫系統(tǒng)，先天免疫系統(tǒng)會立即做出反應(yīng)，但不是以靶向的方式，適應(yīng)性免疫系統(tǒng)會對每個感染源建立一個長期的特異性反應(yīng)。適應(yīng)性免疫系統(tǒng)需要數(shù)周的時間才能對特定的病原體形成反應(yīng)。由于細(xì)胞記憶機制，這種反應(yīng)會持續(xù)很長一段時間。” 日內(nèi)瓦炎癥研究中心 (GCIR) 的教授 Christoph Scheiermann 說，他領(lǐng)導(dǎo)了這項研究?！袄?，這是在接種病毒疫苗期間發(fā)揮作用的典型機制?！?/p>
為了了解晝夜節(jié)律在免疫激活中的作用，研究人員觀察了樹突狀細(xì)胞從皮膚向淋巴系統(tǒng)的遷移，淋巴系統(tǒng)是適應(yīng)性免疫反應(yīng)的支柱之一。樹突狀細(xì)胞位于包括皮膚在內(nèi)的許多周圍器官，它們通過淋巴管遷移到淋巴結(jié)，在那里有抗原，觸發(fā)針對傳入病原體的免疫反應(yīng)。
同步時鐘
科學(xué)家們首先在野生小鼠身上觀察樹突細(xì)胞的遷移能力，每天觀察四次，然后在沒有正常生物鐘的小鼠身上觀察。文章一作 Stephan Holtkamp 解釋說:“要使細(xì)胞正確遷移，不僅樹突細(xì)胞，而且淋巴管細(xì)胞也必須對晝夜節(jié)律做出反應(yīng)?！?因此，晝夜節(jié)律鐘必須在機制的兩個方面發(fā)揮作用：在細(xì)胞和環(huán)境中。如果沒有，免疫活動的高峰不再出現(xiàn)，免疫系統(tǒng)就會繼續(xù)緩慢地工作。
然后，研究人員在一天的不同時間對從病人身上提取的人類皮膚細(xì)胞重復(fù)了他們的實驗。Christoph Scheiermann 說:“我們發(fā)現(xiàn)了許多分子，特別是參與遷移過程的趨化因子，它們的表達(dá)受生物鐘調(diào)節(jié)?！?在人類和小鼠的細(xì)胞中也發(fā)現(xiàn)了同樣的分子，它們的節(jié)律與兩種動物的生活習(xí)慣相反，嚙齒類動物是夜間活動的，而人類是白天活動的。這證實了這種節(jié)奏是由晝夜交替的自然活動所控制的?！?/p>
在合適的時間刺激免疫系統(tǒng)
額外的數(shù)據(jù)還表明，如果免疫系統(tǒng)在一天的不同時間受到刺激，同樣的振蕩也會出現(xiàn)，高峰出現(xiàn)在早晨。但為什么免疫系統(tǒng)是由振蕩節(jié)律控制的呢?“晝夜節(jié)律作為一種節(jié)能系統(tǒng)，根據(jù)最緊迫的需求，最大限度地利用能源。這是不是一種讓免疫系統(tǒng)在接觸病原體的風(fēng)險最大的時候，通過攝入食物和 / 或社交互動保持警惕的方法?”
同樣，我們是不是在晚上更容易受到病原體的傷害? 目前還不能說。然而，晝夜節(jié)律對免疫系統(tǒng)的重要性只是剛剛被揭示出來，對于預(yù)防接種和抗腫瘤治療或自身免疫疾病的管理都可能是非常重要的。Christoph Scheiermann 的團隊現(xiàn)在將更進一步地探索免疫反應(yīng)的第一階段，即病原體或疫苗進入人體的時候。
10.1038 / s41590 - 021 - 01040 - x
Circadian clocks guide dendritic cells into skin lymphatics
