T細胞は友人の助けを借りて老化を防ぎます

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L私たちの体のすべての細胞と同様に、免疫細胞は老化します。 時間が経つにつれて、彼らは感染症、癌、および病気と戦う能力がますます低下します. これまで研究者たちは、細胞老化として知られる細胞が老化して弱っていくプロセスは、定期的な感染と時間の必然的な結果であると考えていました。 しかし、Nature Cell Biology で昨日 (9 月 15 日) 発表された研究は、ウイルスに対する免疫応答の初期に T 細胞と抗原提示細胞 (APC) との間の相互作用が、T 細胞の減少速度を決定する可能性があることを示唆しています。

テロメアは、染色体をブッキングし、ほつれからその端を保護する DNA の長い反復シーケンスです。 細胞が老化するにつれて、テロメアは細胞分裂のたびにどんどん短くなり、最終的には分裂できなくなります。 新しい研究では、感染後、最初に T 細胞に外来抗原を提示することで T 細胞の免疫応答を開始する APC 細胞が、テロメアを切り落として、ウイルスと戦う白血球である T 細胞に送達することがわかりました。

46 個のヒト染色体は青色で示され、テロメアは白いピンポイントとして表示されます。

クレジット: Hesed Padilla-Nash および Thomas Ried、国立がん研究所、国立衛生研究所

研究者らは、APCS がテロメアを T 細胞に送達すると、T 細胞が幹細胞のような構成に移行し、老化を遅らせることを発見しました。 研究者らはまた、この相互作用がマウスの長期免疫を高めることも発見し、この発見がより効率的なワクチン接種への道を開く可能性を示唆しています。

「この論文は非常に興味深いものです」と、UCLA の免疫学者 Anthony J. Corravbias 氏は述べていますが、この研究には関与していません。 彼は、紙が「こぼれた」と言っています[s] T細胞が老化するのを防ぐ非常に興味深いメカニズムに光を当てます。」

テロメアによる細胞寿命延長

ウイルスなどの異物が体内に入ると、T細胞は急速に分裂し、その数は急増します。 これまで科学者たちは、T細胞がテロメアを伸長させる酵素であるテロメラーゼを利用して、この急速な分裂中にテロメアが失われるのを防いでいることを知っていた. しかし、テロメラーゼは T 細胞の老化を防ぐのに十分ではなく、科学者は T 細胞の老化を防ぐ別の重要なメカニズムを探し求めています。

免疫学者の Alessio Lanna が率いるロンドン大学のチームである研究者らは、当初、免疫細胞の老化においてテロメアが果たす役割に関心を持っており、免疫応答中のテロメアの長さを分析していたところ、テロメアの提供が明らかになりました。 (ランナは、T細胞を若返らせることで人間の寿命を延ばすことを目指すバイオテクノロジー企業SentcellのCEOでもあります。)

免疫細胞を分離するために、Lanna と彼の共同研究者は、ヒトの研究参加者の血液から T 細胞と APC 細胞を抽出し、これらの細胞を培養しました。 次に、さまざまなウイルスの断片で構成される抗原の混合物に細胞をさらし、APC 細胞と T 細胞が結合して真の免疫応答を複製するようにしました。 最後に、彼らは配列決定技術を用いて細胞のそれぞれのテロメアの長さを分析しました。

「老化細胞を破壊することで加齢に伴う病気を治療できるか」を参照してください。

「予想外の観察を行ったとき、T 細胞と抗原提示細胞の間の免疫シナプスを調べていました」と Lanna は言います。 彼らが観察していたAPCとT細胞が結合すると、T細胞のテロメアは長くなり、APCのテロメアは縮んだ。 この作用により、受信側の T 細胞のテロメアが、テロメラーゼの最大 30 倍まで延長されました。

APC が実際にテロメアを提供しているかどうかを調べるために、研究者は APC テロメアに蛍光マーカーを付けました。 細胞に抗原が提示された後、科学者チームは、テロメアのクラスターが APC 核を離れ、APC 細胞と T 細胞の間の接合部に集まるのを見ました。 次に、研究者は、蛍光活性化ベシクルソーティングを使用して、これらのテロメアで満たされたベシクルを分離しました。 APC 由来の小胞が T 細胞に送達された後、APC が存在しなくても、T 細胞は APC テロメア DNA を取り込み、染色体の末端に付けました。

これらの小胞は、T 細胞の増殖を増加させ、老化マーカータンパク質を持つ T 細胞の数を減少させ、短いテロメアを持つ T 細胞の集団を早期老化から保護することをチームは発見しました。 また、病原体に再び遭遇した場合にエフェクターまたはメモリー機能のいずれかを実行できる、幹様メモリー T 細胞の数も増加しました。 エフェクター細胞は、炎症の増加と感染細胞の死滅に関与していますが、記憶細胞は、身体への脅威に関する情報を保持して、将来の免疫応答を開始します.

他のグループの以前の研究では、より幹細胞に似た構成では、T 細胞は分化したものよりも長く生きることがわかっていたと Lanna は言う。 この結果は、一部の T 細胞の運命は、APC がテロメアを T 細胞に送達するときに決定されることを示唆しています。 これは、一部の T 細胞の運命が、免疫応答が始まる前に封印されていることを意味します。 「それは免疫老化の分野における定説に反しています」とランナは言います。

インビボ免疫ブースト

このテロメアの提供は、マウスの免疫を長期的に高めるようにも見えます。 別の実験では、研究者は T 細胞をインフルエンザ ワクチンにさらし、次に T 細胞の 1 つのグループを APC 由来のテロメアで満たされた小胞にさらし、別のグループをテロメアのない小胞にさらしました。 次に、T細胞を別のグループのマウスに注射し、H1N1(一般に豚インフルエンザと呼ばれるインフルエンザの株)にもさらされました。 なんの治療も受けなかったマウスはインフルエンザでほぼ瞬時に死亡したが、どちらのタイプの T 細胞治療もウイルス注射後にマウスを保護したようだ. 15 日後、研究者は両方のグループのマウスを再び H1N1 にさらしました。 テロメアで満たされた小胞にさらされた T 細胞を投与されたマウスは、H1N1 注射に対して依然として強力な免疫応答を示しましたが、T 細胞を投与された他のグループはすぐに死亡しました。 これは、APC 由来の小胞が、T 細胞が免疫機能を長期間にわたって維持するのに役立つ可能性があることを示唆している、と研究者は述べています。

「これらの小胞を動物に投与することができ、それが長期的に動物を感染から保護することを知っています」とランナは言います. ベシクルをワクチンに組み込んで、免疫の有効性を高めたり、ブースターの必要性をなくしたりすることもできると彼は示唆しています。

研究者らはまた、APC が一部の T 細胞にテロメアを送達し、他の T 細胞には送達しないことも観察しましたが、その理由は明らかではありません。 細胞を数え、そのテロメアの長さを 1 つずつ分析するアッセイである Flow-FISH を使用して、チームはナイーブ T 細胞 (抗原に遭遇したことのない細胞) とメモリー T 細胞がテロメアを取り込む可能性が高いことを発見しました。 一方、さまざまな種類のエフェクター T 細胞は、そうする可能性が低くなります。

ワクチンへの応用の可能性に加えて、これらの発見は、APC 小胞の放出を刺激し、T 細胞が小胞を受け入れやすくする治療法、または小胞を抽出して送達する技術の可能性を開く可能性がある、と Lanna は言う。 T細胞の老化は、感染症、がん、認知症のリスク増加に関連しており、そのような治療は免疫老化や関連疾患を遅らせるのに役立つ可能性がある.

「ワクチンをより効率的にする限り、臨床で多くの可能性を秘めた本当に素晴らしい研究だと思います」と Corravbias は言います。 さらに、「慢性感染症にかかっている患者を治療したり、さまざまな感染症に対する免疫力を高めるための予防的な方法として、患者を治療したりすることができれば興味深いでしょう.」



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