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Cell子刊:免疫系统如何发现DNA损伤

  日期:2018-09-11  来源:生物通

我们的免疫系统每天辛勤劳动,以帮助我们抵御各种细菌、病毒和寄生虫。不仅如此,最新的研究成果表明,它还能发现细胞中的DNA损伤。 


我们的免疫系统每天辛勤劳动,以帮助我们抵御各种细菌、病毒和寄生虫。不仅如此,最新的研究成果表明,它还能发现细胞中的DNA损伤。


英国兰卡斯特大学的研究人员近日探明,当皮肤细胞中的DNA受到损伤时,皮肤细胞是如何警告免疫系统的。这种DNA损伤可能有多种来源,如太阳的紫外线、香烟烟雾等化学物质,或化疗中使用的基因毒性药物。


这项成果于9月6日发表在《Molecular Cell》杂志上,表明DNA损伤可能引起与病毒感染期间类似的免疫反应。文章的通讯作者是兰卡斯特大学健康与医学学院的研究员Leonie Unterholzner博士。


皮肤是我们抵御外部世界的主要屏障,它不断暴露于病毒和细菌下,也暴露于紫外线和环境毒素中。不过,有关DNA损伤对免疫反应的直接影响的研究还很少,有关皮肤在此过程中所起作用的研究就更少。


研究人员利用化疗药物Etoposide(依托泊苷)让皮肤细胞中的DNA受到损伤。他们发现,细胞中的一些蛋白检测到DNA损伤,而平时识别病毒DNA的正是同一批蛋白。受损的皮肤细胞产生免疫信使分子,如干扰素及其他细胞因子。尽管这种反应也需要抗病毒防御的许多组分,但它是以不同的方式激活它们,以此修复损伤后的DNA。


利用CRISPR-Cas9基因编辑技术,研究人员对皮肤细胞进行了修饰,以删除某些免疫基因,并确定它们在这个通路中的作用。具体来说,他们重点关注的是细胞用来检测病毒的DNA传感通路。


我们的细胞利用cGAS蛋白来识别细胞质中的病毒DNA。cGAS随后激活免疫接头蛋白STING,它开启了抗病毒免疫反应。研究人员发现,DNA损伤后的另一条通路也可以激活STING,即使cGAS不存在。这涉及到细胞核中的DNA结合蛋白IFI16,它在DNA修复因子的帮助下激活STING。


Unterholzner博士表示:“我们发现了细胞开启免疫反应的一条新通道。我们的免疫细胞可能利用这个报警系统来检测受损的皮肤细胞,并防止它们癌变。这是激动人心的第一步,不过还需要更多的工作来了解如何将这个成果应用在医学领域,比如癌症免疫治疗。”



参考资料:

Non-canonical Activation of the DNA Sensing Adaptor STING by ATM and IFI16 Mediates NF-κB Signaling after Nuclear DNA Damage


DOI:https://doi.org/10.1016/j.molcel.2018.07.034



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