维生素具免疫调节新功能

zhouy2008

作者：James McCluskey 来源：《自然》 发布时间：2012-12-3 10:38:03
http://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/20121231038332527025.shtm

除了在发育和代谢中的重要功能，许多维生素还在免疫系统中发挥关键性的作用。现在已经知道的有两种脂溶性维生素——维生素D和维生素A具有调节免疫反应的功能。

在最新一期的《自然》（Nature）杂志上，来自澳大利亚的研究团队发现了两种水溶性维生素：维生素B2（核黄素）和维生素B9(叶酸)非常不同的免疫功能。作者们提供的研究数据表明细菌代谢维生素B生成了这些分子，可以激活一类称作黏膜相关恒定T细胞(mucosa-associated invariant T cells MAITs)的免疫T细胞。MAIT细胞通过附着在细胞表面的维生素代谢产物来检测感染细胞，首次表明了维生素可以充当抗原（激活免疫系统T细胞和B细胞的物质），并增进了我们对于这一免疫系统新武器的认识。

T细胞在机体提供免疫保护防止感染中起重要的作用。最常见的T细胞类型是CD4+和CD8+ T细胞，它们遍布全身，表面携带着广泛丰富的抗原受体。CD4+和CD8+ T细胞受体通过主要组织相容性复合体（MHC）家族细胞膜蛋白与其他细胞表面的抗原肽结合。这些普通CD4+和CD8+ T细胞的发育取决于存在的MHC分子。

相比之下，MAIT细胞是一种不一般的T细胞,主要分布在肠、肝脏、肺脏中，具有有限的抗原受体多样性。MAIT细胞发育取决于一种MHC相关蛋白MR1。MR1在哺乳动物进化过程中高度保守。因为MR1的氨基酸序列与MHC分子非常相似，人们推测是MR1与特异抗原结合导致了MAIT细胞激活。实际上，遗传和生化研究表明MR1为MAIT细胞激活呈送抗原，但对于这一抗原的化学性质却并不清楚。

有趣的是，独特地存在于已知的T细胞群中，MAIT细胞的生存还依赖于非致病性共生微生物。此外，MAIT是通过多种细菌和酵母菌株感染的细胞所激活。这些研究结果表明MR1有可能结合了微生物抗原，随后将之递呈给MAIT细胞。

Kjer-Nielsen等通过确定MR1结合一种叶酸代谢产物6-formyl pterin (6-FP)的晶体结构鉴别了MR1递呈的抗原。他们的研究源于偶然发现利用包含叶酸的介质可以促进变性MR1蛋白折叠。

晶体结构表明MR1抗原结合槽特异性地容纳了蝶呤（pterin）环。蝶呤环是存在于一些维生素B和代谢产物中的支架结构。他们还发现，尽管在体外6-FP–MR1复合物没有激活MAIT细胞，当相关核黄素衍生物结合MR1时，却激活了MAIT细胞。这是第一次证实MR1结合了维生素B代谢产物，且其中一些代谢产物可以激活MAIT细胞，因此确定了一个向免疫系统递呈抗原的新模式。过去已知MHC分子可将肽类递呈给CD4+和CD8+ T细胞，其他的MHC样蛋白CD1d可将脂质分子递呈给一类称作NKT细胞的T细胞。现在新研究的数据表明MR1递呈了维生素B代谢产物给MAIT细胞。

然而，目前对于这一抗原递呈过程与免疫、微生物的关联机制还不完全清楚。Kjer-Nielsen和同事们认为MAIT细胞通过感染宿主细胞表面的维生素B代谢产物来检测和控制感染的。为了支持这一看法，他们引用了从前的研究发现：生成抗原分子的代谢信号通路似乎只存在于从前发现可激活MAIT细胞的微生物中。

基于新模式作者们提出在哺乳动物发育早期，共生菌移殖于宿主提供了维生素代谢产物充当MR1的配体，促使MAIT细胞在胸腺发育。这些细胞随后迁移到其他器官，尤其是在肺脏、肝脏和肠道中帮助对抗细菌感染。尽管还需要开展进一步的研究，推测存在MAIT细胞依赖性的对病原体的抵御作用，有可能推动增加饮食供应维生素或蝶呤治疗。这种疗法有可能提高对微生物的免疫，甚至帮助治疗免疫缺陷。（来源：生物通 何嫱）

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