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免疫细胞与邻居协商以做出决定

在做出重大决定之前,许多人会咨询他们的朋友和邻居。事实证明,细胞也在与人体中的邻居进行咨询。

长期以来,科学家和医生都知道免疫细胞会迁移到感染部位,这种感染会导致个体发炎,肿胀,发红和疼痛。现在,西北大学和华盛顿大学的研究人员发现了新的证据,表明这种聚集不仅仅是免疫激活的结果。免疫细胞在决定免疫系统是否应该发挥作用之前先对邻居进行计数。

了解如何影响炎症并激活免疫反应可能会导致新的疗法来治疗慢性自身免疫性疾病或动员免疫系统来帮助对抗癌症。

西北大学的约书亚·伦纳德(Joshua Leonard)说:“这是免疫功能以前无法认识的方面。” “这些细胞做出协调一致的决定。它们并不会统一激活,而是共同决定将激活多少个细胞,这样,系统可以共同抵御威胁而不会产生危险的反应过度。”

华盛顿大学的内达·巴格里(Neda Bagheri)与伦纳德(Leonard)共同领导了这项研究。他说:“这项工作的关键部分在于开发新的计算模型来解释我们的实验,并阐明细胞如何进行计算以做出一致的决定。”

这项研究将于2月13日发表在《自然通讯》杂志上。

伦纳德(Leonard)是西北大学麦考密克工程学院化学与生物工程副教授,也是西北大学合成生物学中心的成员。Bagheri是McCormick的化学和生物工程副教授,化学工程和生物学的助理教授,华盛顿大学的杰出华盛顿研究基金会研究员。该论文的第一作者是西北大学跨学科生物科学研究生课程的研究生约瑟夫·穆尔杜恩(Joseph Muldoon),由伦纳德(Leonard)和巴格里(Bagheri)共同推荐。

人体的免疫系统正在不断维持着微妙的平衡。引入威胁后,系统需要做出足够强的反应以抵御感染或疾病,但反应得不至于造成危害。

伦纳德说:“就免疫反应而言,这是生与死之间的区别。” “如果您的身体对细菌感染反应过度,那么您可能会死于败血性休克。如果您的身体反应不足,那么您可能会死于猖from的感染。保持健康需要身体在这两个极端之间取得平衡。 ”

伦纳德(Leonard),巴格里(Bagheri)及其团队希望更好地了解免疫系统如何做出这些类型的决定。

Muldoon说:“这特别有趣,因为免疫系统是分散的。” “免疫细胞是需要协同工作的个体因子,自然界已经提出了一种解决方案,使它们可以在同一页面上获得。细胞达到不同的激活状态,但总的来说,这种群体响应已校准。”

为了探索这种现象,研究人员检查了巨噬细胞,这是一种免疫细胞,是抵抗感染和疾病的第一道防线的一部分。他们观察到巨噬细胞如何利用细菌产生的化学物质(一种警告红血球,警告人体存在感染)对化学物质的反应,该技术使研究人员能够观察一段时间后单个细胞的反应。然后,他们使用计算模型来帮助解释和解释这些观察结果。

“随着时间的流逝,牢房观察周围的环境,以了解周围的邻居,” Muldoon说。“每个细胞都准备好作为一种高活化剂做出反应。现在我们知道控制免疫系统的这一额外层,为研究是否有新的免疫调节靶标开辟了一条完整的途径。”

研究人员认为,这些信息可用于帮助设计更好的药物以及指导先进的基于细胞的疗法的工程设计。

伦纳德说:“生物学已经发展出许多控制复杂过程的引人入胜且令人惊讶的方法。” “作为合成生物学家,我们致力于使细胞工程化以执行定制的治疗功能,例如在肿瘤部位局部激活免疫系统,而不是在整个患者体内激活。了解大自然的创新有助于我们提出新的设计,并使我们变得更好。工程师。”

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