RIKEN日本综合医学中心的科学家和其合作者发现,有助于保护身体免受感染和癌症的T细胞免疫细胞在激活时可以改变身体的新陈代谢,并且这种激活实际上导致了行更多为上的变化,如会导致焦虑等。

  相关文章近日发表在Nature Immunology杂志,题目为“Metabolic shift induced by systemic activation of T cells in PD-1-deficient mice perturbs brain monoamines and emotional behavior, Nature Immunology”。

  高强度免疫反应,导致身体代谢变化

  目前已知个体T细胞在激活后通过改变代谢以满足其能量需求,但是系统代谢对于保持免疫系统活性的作用还未被清楚地探索。为了了解这种作用,该小组观察了试验特殊设计的缺乏PD-1表面受体的小鼠中的T细胞活性,PD-1是抑制T细胞活化所必需的蛋白。在缺乏表面受体的小鼠中,T细胞会持续保持活性,类似于具有某些类型的自身免疫疾病的人的免疫系统。在这些小鼠中,他们发现用于构建蛋白质氨基酸分子在血液中被耗尽,并且它们在T细胞自身中增加,这意味着T细胞在变化中。

  该团队跟踪并成像了许多器官中的氨基酸,发现血液中被消耗了的氨基酸分子被淋巴结中的激活了的T细胞中的氨基酸积累所替代,这表明高强度或持久的免疫反应可能导致身体其他地方的代谢变化。

  代谢变化对情绪的影响

  剩下的问题是氨基酸的这种耗尽是否具有实际的全身性的作用。通过分析大脑的生化情况,他们发现血液中色氨酸酪氨酸水平的降低会导致大脑中可用量不足,限制了神经递质5-羟色胺和多巴胺的产生。这些神经递质会影响情绪,积极性和恐惧行为 ,例如,血清素通常是治疗抑郁症药物的作用点。研究人员发现,他们在不具有PD-1小鼠中的消耗导致焦虑和恐惧反应等行为改变,而这种行为变化可以通过提供富含必需氨基酸的饮食来补救。

  这项研究需要不同生物学领域的团队协作完成,如免疫学神经科学和行为科学,使用尖端的代谢物测量和成像方法。这项研究的四位首席联合作者之一Michio Miyajima说:“这些数据表明,T细胞的过度激活导致全身代谢组学转移,其产生的影响不仅仅存在于免疫系统。

  令人着迷的发现

  据小组的组长Sidonia Fagarasan介绍,“我们着迷于这项研究,因为它揭示了免疫系统的强大力量,除了影响感染和免疫之外,对于身体许多其他的生理反应也具有不可忽视的影响。恐惧和焦虑是否是T细胞激活过程所产生的副作用,或者这种适应是否具有优化的益处。我们对这些变化做进一步的研究,随着PD-1阻断剂正在作为抗癌治疗,了解这是否会引起焦虑等行为变化将是十分重要的。

  参考资料:

  1、Metabolic shift induced by systemic activation of T cells in PD-1-deficient mice perturbs brain monoamines and emotional behavior, Nature Immunology (2017). DOI: 10.1038/ni.3867

  2、Activation of immune T cells leads to behavioral changes(转化医学网360zhyx.com)

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