免疫细胞也有昼夜节律？Cell Rep | 机体的昼夜节律钟会驱动重要免疫细胞——先天性淋巴样细胞的释放
2024-06-21
免疫疗法临床研究细胞疗法
我们的机体与外部世界接触的部位都被称之为屏障组织（barrier tissues），比如皮肤、眼睛表面、口腔内部、肠道内部和尿道等，它们依赖于一类称为先天性淋巴样细胞（ILCs）的守卫者来维护安全。当机体面临威胁时，就会刺激名为细胞因子的特殊蛋白来进一步激活宿主机体的免疫系统，并帮助控制肠道微生物群落。
然而，随着年龄的增长或特定健康状况的影响，这些细胞数量减少或遭到破坏。目前研究表明，ILCs在骨髓中产生并经血液循环输送，但其如何被激活、定向迁移到需要补充的位置以恢复耗损的细胞库，仍是科学探索中的谜团。
近日，一篇发表在国际杂志Cell Reports上题为“Circadian-clock-controlled endocrine and cytokine signals regulate multipotential innate lymphoid cell progenitors in the bone marrow”的研究报告中，来自密歇根大学医学院等机构的科学家们通过研究发现，这种迁移或许是由昼夜节律钟所控制。
研究团队聚焦于小鼠模型，观察其夜间活跃与日间休息期间ILCs的迁移如何受到生物钟的指挥。对于小鼠和人类而言，一种称之为皮质醇（cortisol）的压力激素会在机体觉醒状态下达到峰值，而皮质醇的减少、褪黑激素（melatonin）和腺苷的增加会在小鼠休息期间增多。
机体的昼夜节律钟或会驱动重要免疫细胞的释放
图片来源：Cell Reports (2024). DOI:10.1016/j.celrep.2024.114200
研究揭示，ILCs的前体细胞（ILCPs）富含时钟基因，这些基因使它们在一天中的特定时刻变得活跃。具体而言，在活动期，皮质醇会增加ILCPs上名为CXCR4的化学趋化（chemoattractant）受体的激活，并促使其留在骨髓内部。在休息的时候，细胞因子白介素-18和名为RORα的受体就会激活ILCPs上的S1PR1受体，从而诱发其从骨髓释放到血液中。
Kim教授解释，这一机制似乎是机体为了高效运作而设定的节奏：在动物醒着的12小时里积累ILCPs，然后在睡眠时分将其释放，确保肠道屏障组织中ILCs的数量稳定，以应对日常挑战。
研究者强调，干扰正常的昼夜节律会导致ILCs数量下降，增加感染风险并干扰微生物群的平衡。认识到ILCs在生物钟调控下的动员机制，不仅对理解干细胞行为有重要意义，也对细胞疗法等领域具有潜在的应用价值。综上，本文研究结果揭示了昼夜节律信号在骨髓ILCPs的稳态外排过程中所发挥的重要作用。
参考文献：
Qingyang Liu，Shams Tabrez，Patrick Niekamp, et al. Circadian-clock-controlled endocrine and cytokine signals regulate multipotential innate lymphoid cell progenitors in the bone marrow, Cell Reports (2024). DOI:10.1016/j.celrep.2024.114200
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