如何使用营养物质重新编程免疫细胞与感染和癌症的影响

　　渥太华大学医学院实验室领导的一项创新研究揭示了一种以前未被认识到的重要营养物质在塑造人体抵抗感染的第一道防线之一的细胞景观中的作用，这种免疫细胞被称为巨噬细胞。这一发现确定了营养胆碱在正常情况下的作用，以及对小鼠肠道蠕虫感染的反应，可能对其他人类感染模型，甚至癌症免疫产生重大影响。

　　

渥太华大学医学院实验室领导的一项创新研究揭示了一种以前未被认识到的重要营养物质在塑造人体抵抗感染的第一道防线之一的细胞景观中的作用，这种免疫细胞被称为巨噬细胞。

这一发现确定了营养胆碱在正常情况下的作用，以及对小鼠肠道蠕虫感染的反应，可能对其他人类感染模型，甚至癌症免疫产生重大影响。

在《公共科学图书馆·病原体》上发表的研究中，摩根·富勒顿博士解释说，通过阻断代谢的特定部分，研究小组发现巨噬细胞出现了意想不到的缺陷，巨噬细胞是免疫系统的明星球员之一。巨噬细胞以其像吃豆人一样的能力而闻名，它们在协调的免疫反应中吞噬微生物和细胞碎片，最终修复受损组织。

“当我们剥夺这些细胞使用一种叫做胆碱的营养物质的能力时，它们的常规反应就会变得迟钝。我们还发现，用药物阻断胆碱的使用，使小鼠的免疫细胞的数量和类型非常不同——有和没有寄生虫感染，”富勒顿博士说，他是该研究的资深作者之一，也是渥太华大学感染、免疫和炎症中心的联合主任。

第一作者Peyman Ghorbani博士是富勒顿博士渥太华大学实验室的博士后研究员，他说这一发现可能与巨噬细胞通过线粒体产生能量的能力的变化有关，线粒体是我们细胞内的能量包，可以变形。

在探索新陈代谢和免疫之间的联系的同时，富勒顿博士的实验室的一个目标是扩大全球对免疫细胞中胆碱代谢的了解。胆碱是一种必需的营养物质，存在于多种食物中，包括鸡蛋、小麦胚芽和肉类。在体内，它被转化为一种叫做乙酰胆碱的神经递质，也在肝脏中代谢。

在这项特殊的工作中，感染了肠道蠕虫的小鼠在体内接受了胆碱代谢抑制剂的治疗。富勒顿博士说，研究小组发现，“小鼠的免疫图谱发生了巨大的重新编程”。

他说，这些发现表明，通过改变营养物质的使用方式，免疫细胞和非免疫细胞的功能和数量都可以被重新编程。这些知识可能最终被证明对对抗癌症有影响。

富勒顿博士说:“某些癌症疗法旨在启动免疫系统，使其能够对抗癌细胞，就像感染一样。”“可能是某些药物改变胆碱水平，可能会影响这些情况。这需要在细胞和老鼠身上进行测试。”

未来的策略可能涉及遗传和组织特异性模型，以进一步证明胆碱摄取和随后代谢的重要性。

这是一项深入合作的研究。富勒顿博士的实验室开始对巨噬细胞进行研究，发现阻断胆碱会导致一种特定细胞因子(在细胞信号传导中很重要的微小蛋白质)的产生减少，这种细胞因子被称为RELM α。为了更好地理解他们在细胞中观察到的情况的生理含义，他们联系了加州大学河滨分校(University of California, Riverside)的科学家同事米拉·奈尔(Meera Nair)博士。奈尔是研究导致RELM α增加的小鼠寄生虫模型的专家。

奈尔的实验室进行了小鼠感染研究，由共同第一作者金尚勇(Sang Yong Kim)博士领导。在渥太华大学医学院，该团队受益于Steffany Bennett博士的脂质组学分析，Julie St-Pierre博士的新陈代谢，Baptiste Lacoste博士的透射电子显微镜和Alexandre Blais博士的生物信息学实验室的专业知识。学院的尖端核心设施也是不可或缺的。

“我们非常感谢每个人的合作意愿和他们的专业知识，”富勒顿博士说。

这项工作得到了加拿大自然科学与工程研究委员会(NSERC)、加拿大卫生研究院(CIHR)以及其他资助机构的发现基金的支持。