发布时间：2024-06-07 15:44:48 栏目：精选知识
南加州大学的新研究表明，铁就像油门一样驱动某些免疫细胞，这些免疫细胞在过敏性哮喘发作期间会引起肺部炎症，而阻断或限制铁可能会减轻症状的严重程度。
在疾病发作期间，被称为第 2 组先天淋巴细胞 (ILC2) 的免疫细胞会变得过度活跃，导致过度炎症和呼吸道收紧，使人呼吸困难。然而，人们对其背后的生物学原理了解甚少。
现在， 南加州大学凯克医学院的研究人员 发现了这种联系背后的机制的关键细节，包括 ILC2 依赖铁来产生能量。这一发现可能带来新的治疗方法，为哮喘和一系列其他过敏性疾病患者提供缓解。
在美国国立卫生研究院的支持下，研究小组利用人类细胞和小鼠模型进行了一系列测试。他们发现 ILC2 使用铁来为一系列细胞过程提供能量，因此铁在激活免疫细胞方面发挥着重要作用。在小鼠中，阻止 ILC2 吸收铁可减轻哮喘症状的严重程度。在人类细胞中，ILC2 活性和铁吸收的增加与哮喘严重程度相关，这表明 ILC2 和铁在更严重的疾病病例中发挥着重要作用。这项研究刚刚发表在《科学转化医学》杂志上。
“这是首次证明铁是肺免疫细胞(如 ILC2)的重要代谢调节剂，可使它们产生能量。这有助于治疗疾病，因为针对细胞的能量可以让我们选择性地增加或减少其功能，”凯克医学院分子微生物学和免疫学研究助理教授、这项研究的主要作者 Benjamin Hurrell 博士说。
该研究结果建立在该团队对 ILC2 的更广泛研究的基础之上，包括 最近 发表在《实验医学杂志》上的一项研究中关于一种可能阻止免疫细胞过度活跃的蛋白质的见解。研究人员与凯克学院医学系密切合作，在人体细胞中测试他们的发现，以确保它们能够尽快从实验室转移到临床。
“除了类固醇，我们为哮喘患者提供的药物非常有限，” 凯克医学院分子微生物学和免疫学教授、这项研究的资深作者奥米德·阿克巴里博士说。“类固醇吸入器和药丸可以控制症状，让患者活下去，但它们并没有攻击疾病的潜在病理生理。我们希望我们的研究最终能提供更好的解决方案。”
铁在哮喘中的作用
为了了解铁在过敏性哮喘中的作用，研究人员首先进行了一系列机制研究，即对各种生物过程背后的基本分子、途径和基因进行科学研究。
在体内，铁通过与一种叫做转铁蛋白的蛋白质结合进入细胞。研究人员使用了一种可追踪的转铁蛋白，然后用过敏原激活了 ILC2 细胞。他们观察到转铁蛋白进入细胞，证明铁也被吸收了。当研究人员阻止 ILC2 细胞吸收转铁蛋白(和铁)时，ILC2 活性下降。
阻断转铁蛋白受体是阻止细胞吸收铁的一种方法，但研究人员还使用另一种方法测试了他们的理论：一种称为螯合剂的物质，它可以与铁结合并限制细胞对铁的利用。该团队使用了去铁酮，这是一种用于治疗患有血色素沉着症或铁过载的疾病的铁螯合剂。当他们将去铁酮添加到培养的 ILC2 中时，结果是一样的：铁的利用率降低，ILC2 活性也降低。
接下来，研究小组利用单细胞 RNA 测序分析了 ILC2 细胞的转录组。分析显示，铁是 ILC2 细胞能量产生途径的关键部分。
除了机制研究外，研究人员还在小鼠模型中测试了限制细胞铁供应的效果。与对照组小鼠相比，接受铁螯合剂的小鼠肺部炎症和气道过度活跃程度较低(哮喘的主要特征)。Hurrell 表示，在缺铁的情况下，ILC2 必须适应并以其他方式产生能量，这与降低炎症有关。
最后，研究小组使用了来自 36 名哮喘严重程度不同的患者的细胞，进一步证实他们的发现对患者有用。他们再次表明，阻断铁吸收会降低 ILC2 细胞的活性。他们还发现，一些捐赠者的细胞具有更高的转铁蛋白受体表达，导致 ILC2 吸收更多的铁。这一特征与更严重的哮喘有关，证实了铁吸收与人类哮喘之间存在直接联系。
靶向ILC2细胞
研究结果指出了一种治疗过敏性哮喘的新型疗法，与类固醇治疗不同，它实际上解决了该疾病的根本原因。
“我们不能耗尽生物系统中的铁，铁是体内输送氧气的必需元素，”阿克巴里说。“但限制肺部免疫细胞对铁的利用可以减少哮喘急性发作期间的恶化。这种方法也为治疗其他肺部免疫介导和炎症疾病(如 COVID-19)铺平了道路。”
此外，这一发现还有助于缓解其他过敏性疾病，包括湿疹、皮炎、花粉症、鼻炎和食物过敏，这些疾病中的 ILC2 细胞也会变得过度活跃。
接下来，研究人员的目标是找到一种限制性的方法来针对肺部的 ILC2 细胞，以便在不影响身体其他系统的情况下局部减少铁的吸收。
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