太空人的免疫悲歌?調控 T 細胞過度活化引發免疫失調?

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Millie Hughes-Fulford 是任職加州大學舊金山分校(UCSF)的醫學教授,更是 NASA 於 1991 年首位送上太空的女太空人,今年 2 月享年 75 歲辭世。Hughes-Fulford 教授致力於研究太空微重力(microgravity)環境,對人體生理產生的影響,從早期關注骨質酥鬆症(osteoporosi),後來轉換到免疫反應的主題。

過去發現阿波羅號的太空人在航程中經歷到內耳障礙、心律失常、低血壓等症狀,返程後更有超過一半航員容易染病、或者帶狀皰疹病毒的水痘復發。但要執行免疫反應與低重力環境關聯的實驗,技術條件可以說是「難如登天」。UCSF 研究團隊延續 Hughes-Fulford 教授未完成的研究,發現調控 T 細胞(regular T cell, Treg)異常活化是太空人免疫失調的重要原因,研究成果刊登於《Scientific Reports》。

調控 T 細胞(Treg)功能

Treg 是一群特殊的淋巴細胞,它們會降低其他淋巴細胞活性以抑制免疫反應,相反的,若淋巴細胞引起的過敏、發炎反應沒受到適當控制,可能導致自體免疫疾病。許多研究已指出 Treg 也參與調控慢性發炎以及腫瘤微環境。

微重力環境打擊免疫系統

研究團隊以特殊技術模擬太空微重力環境,在其中培養血液樣本,並透過金屬標籤與質譜儀偵測個別免疫細胞。在 1G 微重力環境暴露之下,他們監測到 18 個免疫細胞亞群裡、超過 250 個特定細胞的反應。

結果發現,微重力暴露會誘導 Treg 的 STAT5 訊息傳遞路徑,而 STAT5 與致癌機轉有關。此外,微重力暴露環境下也會抑制細胞毒性反應、降低自然殺手細胞活性。在免疫細胞幾乎無一倖免的情形下,只有負責產生抗體的 B 細胞功能不受影響。

這項研究所運用技術,得以在微重力暴露下偵測單一細胞功能是一大突破。而實際一點考量,微重力畢竟不是多數人會接觸到的環境,但隨著太空旅行普及化,屆時也許這些免疫調控的知識會變得相當有用。

延伸閱讀:免疫快攻手 NK 細胞,靠有氧醣解作用快速後勤支援!

參考資料:
1. https://www.ucsf.edu/news/2021/06/420756/space-travel-weakens-our-immune-systems
2. Scientific Reports, 2021; https://www.nature.com/articles/s41598-021-90458-2#Bib1

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