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Nature:免疫系统是怎样产生抗体库的呢?一起了解最新机制

时间:2023-08-06来源:网络作者:小白

众所周知,抗体是由免疫系统中B细胞产生的,并通过基因重组实现大量产生,可以达到1011种。但是,科学家还不了解这些免疫球蛋白(抗体)基因片段是怎样在B细胞的细胞核中进行三维重组的,也就是说B细胞产生功能性的机制还不明确。

近期,Nature发表了一篇题为“Wapl repression by Pax5 promotes V gene recombination by Igh loop extrusion”的文章,研究人员发现了一种新的分子机制,转录因子Pax5通过黏连蛋白介导的环挤压,增强免疫球蛋白基因片段的作用,造成B细胞的整个基因组的重排,保证抗体多样性。

Nature:免疫系统是怎样产生抗体库的呢?一起了解最新机制


图源:Nature

B细胞是机体免疫系统的主要构成部分,起源于骨髓,可以在血液中循环。B细胞负责产生抗体。当机体在抵御外来入侵者时,比如新冠病毒这些病毒或其他细菌、支原体,会有多种防御机制。其中B细胞产生高特异性的抗体是重要“武器”。B细胞产生的抗体甚至能够提供终身保护,使机体免受感染性病原体的侵害。

抗体是一类分子量较大的免疫球蛋白。抗体识别抗原的部位主要为可变区,由V、D和J基因片段组成。在B细胞发育过程中通过随机重组的方式进行组合,可以产生无数的抗体。在本次研究中,通过转基因小鼠发现黏连蛋白介导的染色质环挤压发生在发育中的B细胞上。通过倒置Igh VH、CBEs等基因证明会影响基因组重排,甚至不发生重排。研究确定该位点跨越了一个长2.8Mb的DNA区域,B细胞中存在较长的环状结构,这与组装和压缩基因组有关。环状结构的长度取决于作为环挤压因子发挥作用的黏连蛋白。只要黏连蛋白驻留在染色质上,它就会不断地挤压染色质环,直到通过黏连蛋白释放因子Wapl将黏连蛋白从染色质中移除而主动停止这一过程。

因此,WapI是数量决定着黏连蛋白在染色质上的停留时间,进而决定B细胞中染色质环状结构的长度。在本文中发现Pax5抑制Wapl基因,降低发育中B细胞的Wapl蛋白数量,导致整个免疫球蛋白基因位点的染色质环状结构超长,从而使得所有V基因片段参与V(D)J重组。因此,发育中B细胞的整个基因组中的染色质环也发生扩大,这表明整个染色体结构发生了改变,以确保可以产生多样化的抗体库来对抗所有可能的感染。

随着B细胞产生抗体机制的深入研究,将会加大抗体药物的开发的多样性。但是抗体药物最难避免的就是产生一定的免疫原性,导致药效的降低,或者引发严重的不良反应。在药物研发过程中,就有药物因为免疫原性强,影响药代动力学和药效,而被迫在临床Ⅲ期终止研发,带来严重的经济损失。因此,在临床前或临床研究中,需要选择合适的抗药抗体进行免疫原分析,目前一般选择特异的中和或非中和抗独特型抗体。

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Nature:免疫系统是怎样产生抗体库的呢?一起了解最新机制

原本发烧是免疫系统在疯狂“杀毒”,发烧时,人体内发生了什么?

近日,河南郑州一男子躺在床上发烧39.2℃,用手机拍摄被窝情况,只见被子掀开,一直有白烟冒出。当事人称当时吃了退烧药就躺在床上睡觉,因为被窝太热,直冒汗,热醒后一掀开被子,床单和被子都湿了,还冒着白烟,以为自己在蒸桑拿。而此前,广州一位62岁的阿姨,却发生过捂汗退烧进icu的事件。据家属描述,这位阿姨感冒发烧后,就使用了土方法”——捂被子,结果当天中午就出现头晕、呕吐症状,下午已经意识昏迷,当医生赶到时,阿姨呼吸急促,体温已高达40.5℃。随着新冠政策的调整,可能不少朋友都不幸阳”了,随之出现了发烧、身体部位酸痛等不适。但本来之所以出现发热,从而引起身体的多种不适,本来都是人体的免疫系统在保护我们。但关于退烧的方法,不少人可能存在认知误区。对于感染新冠导致的发烧,我们到底该怎么应对呢?01发烧本来是免疫系统在杀毒”?本来之所以感染新冠出现发烧和身体酸痛,本来是免疫系统在杀毒”,人体有三大防线来抵抗病原体的攻击。第一道防线,由皮肤和黏膜及其分泌物构成,当病毒入侵人体时,鼻腔口腔等多处黏膜组织会分泌粘液包裹住病毒,通过纤毛摆动,加上喷嚏和咳嗽,将病毒排出体外。但此时仍有顽强病毒留在体内,悄悄进行复制,当达到一定规模和数量,人体的免疫先锋”白细胞机会发现它们,此时第二道防线杀菌物质如溶菌酶和吞噬细胞构成被触动,开始采纳自我毁灭”方式,进行杀毒。而身体则会开启无差别”攻击,健康细胞与病毒细胞共同阵亡,身体体温就会升高。之后,由免疫器官和免疫细胞构成的第三道防线随时监控身体状况,并记录新冠病毒信息,当下次相同病毒入侵,可以随时反击。而在这场大战结束后,为了集中力量应付病毒,会缩减一部分代谢率,从而引起肌肉酸痛、乏力等症状。一般来说,从发烧到退烧,常会经历3个阶段:一是体温上升期,此时免疫系统发现病毒,启动炎症反应,身体会出现发抖、颤栗;二是高热期,此时白细胞与细菌、病毒激烈斗争,会产生热量,体温急骤升高,同时人体会感觉到产热导致的心跳加快;三是退热期,战后体温逐渐恢复,这个时候人才会开始出汗,进行退热。在这个过程中,患者需要根据自身情况来决定医治方法。02一定要烧到38.5℃才能吃药吗?不少人发现身体有发热迹象,就会马上服用退烧药。但根据专家建议,并不是出现发热就需要用药。人体的温度基本恒定,体温波动范围在36.0-37.0℃之间,若达到或超过37.5℃,就称当作发热。那为什么医生一般建议38.5 ℃再吃药呢?这就与人体的保护机制有关,一般人体的免疫细胞活性需要一定的温度去刺激其活跃度。当人体发热达到38.5℃,免疫活性完全被激发出来,此时免疫力大幅增强,更有利于人体治愈。所以医生会建议体温上来后,再进行退热。不过,具体什么时间吃药,不一定要看体温,而是个人不适情况。如果感觉难受到非常痛苦,口干舌燥、浑身酸痛,甚至影响睡眠时,那就要先照顾自己的感受,让自己舒服起来,根据自己情况适量用药。需要提醒的是,感冒药、退烧药等都是缓解症状用药,只是出现症状时帮助缓解,并没有预防作用。同时,用药前一定要仔细阅读说明书的用药间隔,短时间内反复吃药容易过量,可能触发药物不良反应。03发烧时,3件事千万别做发烧期间,除了注意用药,以下几件事大家要幸免做:1、捂汗若发烧时,有发冷现象,可以适当捂一捂,让汗液带出热量,起到降温效果。但若是已经发烧到38、39℃,捂汗反而不利于皮肤散热,容易出现高热惊厥。另外,捂汗时,体温越来越高,容易导致体内水分、电解质流失,可能导致脱水、体力不支、神经系统损伤等严重并发症。2、洗冷水澡冷水澡降温看似无害,但物理作用降温,是无法降低人体核心温度,且在冷水刺激下,还可能使人体受凉,进一步加重发烧。3、酒精擦浴发热时,皮肤血管扩张,高浓度酒精可引起皮肤收缩,导致出现寒战,不仅不利于散热,还会增加患者的不适感。若体温在37.5~38.5℃之间时,优选物理降温,例如多喝水,保证身体有充足水分,让身体更好散热;或是适当减少被子和衣服,配合身体正常散热,强行捂热,反而不利于退烧。上述两种方法效果一般,也可以选择温水擦浴,用30℃的水擦拭一下身体,或洗个温水澡;也可以冷冻过的湿毛巾、酸奶、冰袋、冰贴等敷在额头或脸上。出现发热不要心急,给身体一个调动缓冲的时机,但若是出现精神状态不好,持续几天高热不退,且发热同时伴有剧烈头痛、呕吐、腹痛等情况,就需要去医院就医,制定进一步的医治预案。

研究显示候鸟休息以增强免疫系统

研究显示候鸟休息以增强免疫系统Credit: Unsplash/CC0 Public Domain 神奇的地球uux.cn据美国物理学家组织网 by Lund University:锻炼太多而没有得到足够的休息对你的处于良好的状态有害。瑞典隆德大学的一项新研究表明,候鸟也是如此。他们需要休息,不仅是为了恢复精力,也是为了增强免疫系统。包括人类在内的脊椎动物经过一段时间的体力消耗后,通常需要一段时间的恢复期。除了明显的——降低心率和修复受伤的肌肉——其他不太突出的生理系统可能也需要恢复。高强度的身体活动会影响个人的基本免疫防御。当鸟类迁徙时,它们会定期在一个地方停留几天休息和进食。这在以前被认为是必要的,以便建立新的脂肪储备,为它们的迁移提供燃料。然而,研究人员现在已经表明,鸟类在中途停留期间也建立了自己的免疫系统。他们做得很快——休息几天就足够了。“这是首次在野生候鸟身上得到证明。我们的研究表明,候鸟的停留除了“加油”之外,还有其他目的。他们还需要其他生理系统来恢复。你可以把它比作驶离高速公路进入服务站。隆德大学的物种学家阿恩·海格曼说:“这不仅仅是为了补充能量,你可能还需要恢复。”他和德国鸟类研究所的同事一起进行了这项研究。研究人员检查了小型候鸟——如燕雀、塘鹅和普通红尾鸲——并分析了它们在迁徙途中休息时免疫系统的变化。“如果秋天你在花园或公园里看到一只小鸟,你知道它正飞往南欧或非洲,那么想想它为何要休息一下就很有趣了。阿恩·海格曼说:“如果他们得不到食物或休息,他们的免疫系统就无法恢复——这就是他们生病的风险。”通过收集和比较不同个体和生物的数据,研究人员表明,自由飞行的候鸟在中途停留期间可以恢复免疫功能的几个参数;航班之间的静止期。“令人着迷的是,我们对鸟类迁徙的了解还有很多,令人兴奋的新事物不断涌现。阿恩·海格曼总结道:“这为解释候鸟怎么应对长途旅行中面临的生理挑战提供了主要线索。”。这项研究发表在《物种学快报》上。
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