靜默B細胞由黑轉紅?! 昔日自體未爆彈轉變為免疫守護者!

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目前任職於澳洲雪梨加爾文醫學研究所(Sydney’s Garvan Institute of Medical Research)的免疫學教授 Chris Goodnow 於三十年前發現了數以百萬計的靜默 B 細胞。這些細胞與一般 B 細胞不同,它們長期默默地存在人體內,看起來毫無用處,但其實它們很危險,可能會無預警地產生「壞抗體」攻擊人體自身組織,導致自體免疫性疾病,例如多發性硬化症(multiple sclerosis)、全身性紅斑狼瘡(systemic lupus erythematosus)和類風濕性關節炎(rheumatoid arthritis)。然而,卻無人知曉人體保留這麼多枚自體未爆彈的原因。

今日,由 Goodnow 教授所率領的研究團隊解開這個謎題,這群沈默的 B 細胞能被重新喚醒製造壞抗體,然後辨識偽裝成正常細胞的入侵者(細菌、病毒),並且對抗它們,該研究刊登於《Science》。

該研究團隊採用由 Rob Brink 教授及其團隊開發的臨床前小鼠模型進行研究,他們發現,靜默 B 細胞在遇到與自身抗原非常相似的外來抗原時,會產生抗體。最重要的是,在這群 B 細胞攻擊外來抗體之前,它們所製造的抗體會經過三次的 DNA 序列改變,第一次變異為 Isoleucine29 轉變為 Phenylalanine29,此時能降低其抗體與自身蛋白質的親和力;第二次變異為 Serine52 轉變為 Threonine52,第三次變異為 Tyrosine53 轉變為 Phenylalanine53,此時抗體與外來抗原的親和力提升 5000 倍。簡言之,抗體第一個改變,防止本身與自身抗原結合,另外二個改變則大大增加它們辨識且標靶病毒或細菌的能力。

該研究團隊藉由 X 光晶體繞射來探討三種 DNA 變異如何以確定的方式重新排列,以提升其對外來分子的辨識能力,並且更準確地辨識自身蛋白質。結果顯示,被收回的抗體整齊地圍繞在外來分子的奈米級凹槽上,而非圍繞在自身抗原上。

Daniel Christ 教授指出,該研究讓他們走上了一段令人興奮的旅程,因為他們不僅發現了一種新的免疫力,還能明確地證實一個壞的抗體如何轉變成一個好的抗體。最關鍵的是,這些已被收回的抗體決不是一種退步選擇,事實上,他們的研究顯示出相反的結果,藉由調整壞抗體而產生的新抗體甚至可能比其他已知的途徑產生的抗體更好。

Christ 教授表示,這一大群被長期被忽視的靜默 B 細胞,未來有極大的潛力應用於疫苗開發上。該研究團隊的博士生 Deborah Burnett 接著指出,他們希望未來的研究團隊不會忽視這些靜默 B 細胞群體,而是透過它們研發出新疫苗,進而標靶特定細菌或病毒,特別是能偽裝成人體自身抗原的愛滋病毒。

延伸閱讀:鐵漢也有柔情 免疫細胞抵抗外敵並促進皮膚修復

參考資料:
1. Deborah L. Burnett, et al. Science 2018; 360 (6385): 223-226. DOI: 10.1126/science.aao3859
2. http://www.afr.com/news/a-world-first-australian-scientists-uncover-the-immune-systems-secret-weapon-20180412-h0yokz
3. https://www.sciencedaily.com/releases/2018/04/180412141052.htm

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