免疫系と再生の関係を理解する

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概要: ゼブラフィッシュを使用して、研究者は魚の感覚器官の修復と再生を助けるマクロファージのタイミングと遺伝子プログラミングを調査しました。 この発見は、ヒトの脊髄損傷、難聴、および心臓障害の再生治療への道を開くのに役立つ可能性があります。

出典: ストワーズ医学研究所

多くの臓器や組織の損傷に免疫系がどのように反応するかによって、それらの修復と再生が可能になります。 しかし、人間のような一部の種では、脳、脊髄、心臓などの臓器への損傷は元に戻せません。 これらを再生できたと想像してみてください。

臓器移植の候補者とレシピエントにとって、神経をすり減らす「電話」を待つこと、または免疫抑制薬の生涯にわたる必要性はもはや必要ありません.

Stowers Institute for Medical Research の新しい研究では、再生能力の高いゼブラフィッシュを使用して、ゼブラフィッシュの感覚器官の修復と再生における白血球の一種であるマクロファージのタイミングと遺伝子プログラムを調査しました。

免疫系が損傷に対してどのように反応するかを理解することは、最初に炎症を誘発し、その後すぐに抗炎症反応を起こすことで、難聴や難聴、心臓や脊髄の損傷などの人間の状態と闘うのに適用できる標的免疫療法を設計するための貴重な知識を提供します.

2022 年 9 月 20 日に Nature Communications に最近掲載された、Stowers の研究者である Tatjana Piotrowski 博士の研究室のポスドク研究員 Nicolas Denans 博士は、新しいマクロファージ抗炎症パラダイムを発見しました。 マクロファージの抗炎症性活性化状態が 1 種類のシグナル伝達経路にのみ関連しているという確立された見解ではなく、Denans は、同じ集団が臓器再生のために 3 つの抗炎症性状態のそれぞれを通過できること、また移行しなければならないことを発見しました。

「器官の再生は、免疫系を研究するための刺激的な機会を提供し、一部の種は心臓や失われた手足などの器官を再生できるのに、人間のような他の種は再生できない理由を調べるための刺激的な機会を提供します」と Piotrowski 氏は述べています。

ゼブラフィッシュの感覚器官有毛細胞は、抗生物質で簡単に破壊され、5 時間以内に再生を開始するため、再生に関与する経路と細胞タイプを調査するのに理想的なシステムです。 これにより、研究者は、各抗炎症性マクロファージ活性化状態の正確なタイミングと遺伝子プログラムを特定説(推定)することができました。

「私たちの仮説は、ヒトのマクロファージが、再生促進プロセスを指示する適切な化学的活性化「カクテル」を受け取っていないというものです」と Denans 氏は述べています。 「ゼブラフィッシュのマクロファージ活性化の分子レシピを特定説(推定)することで、いつの日かヒトの再生免疫療法を設計できるようになるかもしれません。」

臓器の再生に不可欠なマクロファージは、ラテン語で文字通り「大食い」と訳され、死んだ細胞やバクテリアなどの異物を飲み込み、酵素を使用してそれらを消化します。 料理への欲求に加えて、これらの細胞は炎症誘発性経路と抗炎症性経路の両方にシグナルを送り、化学物質を分泌するか、サイトカインを分泌して追加の種類の白血球を動員するか、細胞および組織修復のための抗炎症経路をトリガーします。

ゼブラフィッシュの感覚有毛細胞の死と再生中に、高い空間分解能と複数の狭い間隔の時点でマクロファージを調査することは重要でした。 この研究は、この細胞型の単一集団が、それぞれ独自の分子的および遺伝的特徴を持つ3つの異なる抗炎症状態を順次かつ独立して移行することを初めて示しています。

Stowers Institute for Medical Research の新しい研究では、再生能力の高いゼブラフィッシュを使用して、ゼブラフィッシュの感覚器官の修復と再生における白血球の一種であるマクロファージのタイミングと遺伝子プログラムを調査しました。 画像はパブリックドメインです

「新しい証拠は、マクロファージを介した修復と再生に関与する遺伝子プログラムに関する比較研究にとって貴重なリソースです」と Denans 氏は述べています。 「言い換えれば、さまざまな種類の損傷がさまざまな種類の炎症反応を誘発する可能性があります。 この「ことば」が普遍的なものなのか、それともさまざまな方言があるのか​​を解明したいのです」

この研究は、一連のマクロファージ状態が並外れた精度で解決された初めてのことですが、さまざまな器官や種で以前に報告された経路との予備的な比較は、このメカニズムが保存されている可能性が高いことを示唆しています。

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これは、夕暮れ時に木を通して太陽が輝いていることを示しており、木が脳のように見えます

「より詳細に見ると、マクロファージは再生を開始するために必要なだけでなく、再生後の適切な臓器機能に必要なシナプスを再構築および維持するために神経細胞と通信することによって脳と相互作用します」と Piotrowski 氏は述べています。

チームは、この新しい発見に基づく追加の研究が、病気を軽減するためのテーラーメイドの免疫療法を設計するための基礎を提供し、おそらく人間のような再生が制限された動物の再生能力を高めることを望んでいます.

「これは、ヒトで再生免疫療法を開発するというアイデアを楽しませるための一連のステップの 1 つにすぎません」と Denans 氏は述べています。

その他の著者には、Nhung TT Tran、Madeleine Swall、Daniel C. Diaz、および Jillian Blanck が含まれます。

資金提供: この作品は、国立衛生研究所の難聴およびその他のコミュニケーション障害に関する国立研究所 (賞 1R01DC015488-01A1) と、ストワーズ医学研究所からの制度的支援によって資金提供されました。 内容はもっぱら著者の責任であり、必ずしも NIH の公式見解を表すものではありません。

この神経変性と免疫系研究ニュースについて

著者: Joe Chiodo出典: Stowers Institute for Medical Research連絡先: Joe Chiodo – Stowers Institute for Medical Research画像: 画像はパブリック ドメインです

元の研究: 調査結果は Nature Communications に掲載されます



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