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Nature Immunology:人体免疫系统是一个” 早起 “的人

昼夜节律钟是最根本的生物机制之一,它以 24 小时为周期调理生物的大局部生理过程。瑞士日内瓦大学 (UNIGE) 和德国路德维希 - 马克西米利安大学 (LMU) 的科学家经过破译免疫反响的细胞迁移机制,标明免疫系统的激活是依据一天中的时间停止调理的。事实上,从皮肤到淋巴结的免疫细胞的迁移周期是 24 小时。免疫功用在休息阶段最高,就在活动恢复之前——老鼠是夜行动物,在下午,而人类是清晨。这些研讨结果发表在《自然免疫学》(Nature Immunology) 杂志上。

研讨倡议,在接种癌症疫苗或免疫疗法时,应该思索时间要素,以进步它们的有效性。不同于先天免疫系统,先天免疫系统会立刻做出反响,但不是以靶向的方式,顺应性免疫系统会对每个感染源树立一个长期的特异性反响。顺应性免疫系统需求数周的时间才干对特定的病原体构成反响。由于细胞记忆机制,这种反响会持续很长一段时间。” 日内瓦炎症研讨中心 (GCIR) 的教授 Christoph Scheiermann 说,他指导了这项研讨。“例如,这是在接种病毒疫苗期间发挥作用的典型机制。”

为了理解昼夜节律在免疫激活中的作用,研讨人员察看了树突状细胞从皮肤向淋巴系统的迁移,淋巴系统是顺应性免疫反响的支柱之一。树突状细胞位于包括皮肤在内的许多四周器官,它们经过淋巴管迁移到淋巴结,在那里有抗原,触发针对传入病原体的免疫反响。

同步时钟

科学家们首先在野生小鼠身上察看树突细胞的迁移才能,每天察看四次,然后在没有正常生物钟的小鼠身上察看。文章一作 Stephan Holtkamp 解释说:“要使细胞正确迁移,不只树突细胞,而且淋巴管细胞也必需对昼夜节律做出反响。” 因而,昼夜节律钟必需在机制的两个方面发挥作用:在细胞和环境中。假如没有,免疫活动的顶峰不再呈现,免疫系统就会继续迟缓地工作。

然后,研讨人员在一天的不同时间对从病人身上提取的人类皮肤细胞反复了他们的实验。Christoph Scheiermann 说:“我们发现了许多分子,特别是参与迁移过程的趋化因子,它们的表达受生物钟调理。” 在人类和小鼠的细胞中也发现了同样的分子,它们的节律与两种动物的生活习气相反,啮齿类动物是夜间活动的,而人类是白昼活动的。这证明了这种节拍是由昼夜交替的自然活动所控制的。”

在适宜的时间刺激免疫系统

额外的数据还标明,假如免疫系统在一天的不同时间遭到刺激,同样的振荡也会呈现,顶峰呈现在早晨。但为什么免疫系统是由振荡节律控制的呢?“昼夜节律作为一种节能系统,依据最紧迫的需求,最大限度天时用能源。这是不是一种让免疫系统在接触病原体的风险最大的时分,经过摄入食物和 / 或社交互动坚持警觉的办法?”

同样,我们是不是在晚上更容易遭到病原体的伤害? 目前还不能说。但是,昼夜节律对免疫系统的重要性只是刚刚被提醒出来,关于预防接种和抗肿瘤治疗或本身免疫疾病的管理都可能是十分重要的。Christoph Scheiermann 的团队如今将更进一步地探究免疫反响的第一阶段,即病原体或疫苗进入人体的时分。

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Circadian clocks guide dendritic cells into skin lymphatics

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