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我们的免疫系统如何检测DNA断裂

发表于 2018-09-07

我们的免疫系统每天都在起作用,保护我们免受细菌、病毒和寄生虫的侵害,但它也能检测我们自己的细胞何时受到损害。

由兰开斯特大学领导的研究现已发现,当皮肤细胞DNA在没有感染的情况下受损时,它们如何提醒免疫系统。这种DNA损伤可能来自多种来源,如太阳的紫外线、化学药剂如香烟烟雾或化疗中使用的遗传毒性药物。

关于DNA损伤对免疫应答的直接影响,很少有研究,关于皮肤细胞在免疫应答中可能发挥的作用的研究更少。皮肤是我们抵御外界的主要屏障,经常暴露于病毒和细菌,也暴露于紫外线和环境毒素。

发表在《分子细胞》杂志上的这项研究发现,DNA损伤可以导致与病毒感染期间观察到的免疫反应类似的免疫反应。

科学家们使用化疗药物Etoposide破坏皮肤细胞中的DNA,并发现损伤是由细胞中的一些蛋白质检测到的,这些蛋白质也识别来自病毒的DNA。受损的皮肤细胞产生免疫信使分子,如干扰素和其他细胞因子,通常提醒身体感染。虽然这种反应需要我们抗病毒防御系统的许多组成部分,但它以不同的方式激活它们,利用在损伤后负责修复DNA的蛋白质。

利用CRISPR-Cas9基因编辑技术,研究人员能够修饰皮肤细胞以删除某些免疫基因,并确定它们在这一途径中的作用。具体来说,他们专注于我们的细胞部署DNA检测途径的组成部分,以检测病毒。我们的细胞使用蛋白质CGAs来识别细胞质中的病毒DNA。然后,CGAS激活免疫适配器STIN(干扰素基因的刺激物),从而开启抗病毒免疫应答。科学家发现,即使在CGAS缺失的情况下,DNA损伤后,STIN也可以以不同的方式激活。这涉及到细胞核中的DNA结合蛋白,IFI16,这可以通过DNA修复因子的帮助来激活螫刺。

主要作者、兰开斯特大学的Leonie Unterholzner博士说:“我们已经发现了一种新的方法,通过这种方法,我们的细胞可以启动皮肤的免疫反应。我们的免疫细胞有可能使用这种报警系统来检测受损的皮肤细胞,并防止它们变成癌症。这是非常激动人心的第一步,但是还需要做更多的工作来发现这一发现如何用于医学应用,例如在癌症免疫治疗中。”

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