综述:自然获得性微嵌合体(Mc)在生物学中的研究进展及与自身免疫和健康同种免疫的关系

【字体: 时间:2025年03月17日 来源:Seminars in Immunopathology 7.9

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  自然获得性微嵌合体(Mc)受关注,本文聚焦其在不同人群中的情况及与 HLA 分子的关联。

  

自然获得性微嵌合体(Mc)在生物学中的研究进展及与自身免疫和健康同种免疫的关系

在生命科学与健康医学领域,自然获得性微嵌合体(Naturally acquired microchimerism,Mc)逐渐从一个相对陌生的概念,成为科学家们深入探究正常生物学奥秘的关键线索。过去,人们对其了解有限,但随着研究的不断深入,Mc 的诸多特性及其在健康和疾病中的潜在作用逐渐浮出水面。

一、自然获得性微嵌合体(Mc)的来源与特征

Mc 是正常生物学的重要组成部分,它的形成主要源于妊娠期间母婴之间的双向物质交换。在母亲孕育胎儿的过程中,母体细胞会进入胎儿体内,同时胎儿的细胞也会进入母体循环系统,这种交换为母婴双方都留下了长期的 Mc 印记。研究较为深入的是母体 Mc 在后代体内的存在情况,以及有过生育经历的女性体内源自胎儿的 Mc。
除了母婴之间的交换,Mc 还有其他多种来源。如果个体存在已知或消失的双胞胎,在胚胎发育过程中,双胞胎之间的细胞交换可能导致 Mc 的产生;经历过流产、终止妊娠的女性,她们体内可能留存有来自胚胎的细胞,进而形成 Mc;此外,年长的兄弟姐妹也可能成为 Mc 的来源,在母亲孕育不同孩子的过程中,前一个孩子的细胞有可能残留在母亲体内,并在后续妊娠时传递给新的胎儿;母亲之前的妊娠丢失事件同样会引发类似情况 。
Mc 具有多效性(pleotropic)和多变性(protean),它以多种形式存在于人体中。在免疫细胞方面,Mc 不仅存在于适应性免疫细胞,如 T 淋巴细胞、B 淋巴细胞中,还存在于先天性免疫细胞,像巨噬细胞、自然杀伤(NK)细胞内。在人体各类组织中,Mc 以组织特异性的驻留细胞形式存在,参与组织的正常生理功能维持与修复。此外,Mc 还以细胞外囊泡(extracellular vesicles)的形式在细胞间传递信息,这些细胞外囊泡携带了蛋白质、核酸等生物活性物质,能够影响周围细胞的功能。而且,Mc 并非一成不变,它会随着时间推移而发生变化,如同生物体内其他动态变化的生理过程一样。
从个体的整个生命周期来看,不同阶段获得的 Mc 具有不同特点。胎儿时期获得的 Mc,可能会影响个体的器官发育和免疫系统的初始构建;成年后因妊娠等情况获得的 Mc,则可能参与到组织修复、免疫调节等生理过程中。这种在不同生命阶段、从多种来源获得的 Mc,相互交织,形成了一种独特的 “正向、反向和横向遗传” Mc 景观,为个体的生物学特性增添了复杂性和多样性。

二、HLA 分子在免疫中的重要作用

人类白细胞抗原(HLA)分子在维持人体健康方面发挥着至关重要的作用。HLA 分子如同细胞的 “身份标签”,能够帮助免疫系统识别自身细胞和外来细胞,在遗传差异个体之间的相互作用中占据核心地位。
在自身免疫疾病研究领域,HLA 分子的关键作用已得到充分证实。许多自身免疫疾病,如类风湿关节炎、系统性红斑狼疮等,都与特定的 HLA 基因亚型密切相关。这些特定的 HLA 分子可能会错误地引导免疫系统,使其将自身组织识别为外来异物,进而发动免疫攻击,导致组织损伤和疾病的发生。研究表明,携带某些 HLA 基因的个体,患自身免疫疾病的风险显著增加,这表明 HLA 分子在自身免疫疾病的发病机制中扮演着重要角色。
在医源性嵌合体(iatrogenic chimerism)研究中,科学家们发现供体与受体之间的 HLA 差异在对抗移植后恶性肿瘤复发方面具有积极意义。在器官移植或造血干细胞移植过程中,如果供体和受体的 HLA 存在一定差异,移植后免疫系统能够更好地识别并清除可能残留的肿瘤细胞,降低肿瘤复发的风险。这一发现为肿瘤治疗和移植医学提供了新的思路和策略。
鉴于 HLA 分子在自身免疫和健康同种免疫中的重要性,研究家族中的 HLA 分子及其相互关系,对于深入理解 Mc 在自身免疫与健康同种免疫之间的作用机制至关重要。通过研究 HLA 分子与 Mc 的相互作用,可以更好地揭示人体免疫系统在正常和疾病状态下的精细调控机制。

三、健康个体中的持续性 Mc

在健康个体中,Mc 广泛存在且持续发挥作用。在免疫系统中,Mc 可以调节免疫细胞的活性和功能。例如,存在于免疫细胞中的 Mc 细胞可能通过分泌细胞因子,影响周围免疫细胞的增殖、分化和活化过程,维持免疫系统的平衡。当机体受到病原体感染时,这些 Mc 细胞能够及时感知并做出反应,协助免疫系统更有效地清除病原体,增强机体的抗感染能力。
在组织修复方面,Mc 也扮演着重要角色。以皮肤损伤修复为例,皮肤组织中的 Mc 细胞可以分化为皮肤细胞的前体,参与受损皮肤组织的再生和修复过程。在肝脏、心脏等重要器官中,Mc 细胞同样能够在组织受损时被激活,分化为相应的功能细胞,促进器官的修复和功能恢复,维持器官的正常生理功能。
从长期来看,健康个体体内的 Mc 处于一种动态平衡状态。随着年龄的增长,虽然 Mc 的数量和分布可能会发生变化,但总体上仍然能够维持在一个相对稳定的水平,持续为个体的健康保驾护航。然而,当这种平衡受到外界因素(如感染、环境毒素等)或内在因素(如基因变异)的干扰时,就有可能引发一系列健康问题。

四、Mc 与自身免疫疾病的关联

许多自身免疫疾病的发生发展与 Mc 密切相关。以系统性硬化症(Systemic Sclerosis,SSc)为例,研究发现患者体内存在高水平的胎儿来源的 Mc。在疾病的发生过程中,这些胎儿 Mc 细胞可能会引发免疫系统的异常反应。由于胎儿 Mc 细胞的遗传物质与母体存在差异,免疫系统可能将其识别为外来物质,进而启动免疫攻击。在攻击胎儿 Mc 细胞的过程中,免疫系统可能会发生 “误判”,错误地攻击自身组织,导致皮肤、肺等器官的纤维化病变,引发系统性硬化症的一系列症状。
在类风湿关节炎(Rheumatoid Arthritis,RA)患者中,也能观察到 Mc 的身影。研究推测,Mc 细胞可能通过调节免疫细胞的信号通路,促进炎症因子的释放,加剧关节部位的炎症反应。例如,Mc 细胞可能激活 T 淋巴细胞和 B 淋巴细胞,使其分泌大量的肿瘤坏死因子 -α(TNF-α)、白细胞介素 - 6(IL-6)等炎症因子,这些炎症因子会进一步破坏关节软骨和骨质,导致关节畸形和功能障碍。
此外,1 型糖尿病(Type 1 Diabetes Mellitus,T1DM)也与 Mc 存在关联。在 T1DM 患者中,母体 Mc 细胞可能干扰胰岛 β 细胞的正常功能。胰岛 β 细胞负责分泌胰岛素,维持血糖水平的稳定。当母体 Mc 细胞进入胰岛组织后,可能会引发免疫反应,损伤胰岛 β 细胞,导致胰岛素分泌不足,从而引发糖尿病。

五、研究展望

目前,虽然对自然获得性微嵌合体(Mc)的研究已经取得了一定的进展,但仍有许多未知领域等待探索。在未来的研究中,科学家们需要进一步明确 Mc 在不同组织和器官中的具体功能和作用机制。例如,Mc 在神经系统、生殖系统等特殊组织中的功能尚未完全清楚,深入研究这些方面有助于揭示 Mc 在维持人体整体健康中的全面作用。
同时,研究 Mc 与 HLA 分子之间更为精细的相互作用机制至关重要。通过解析两者之间的相互作用,有望开发出针对自身免疫疾病和移植相关疾病的新治疗策略。例如,基于对 Mc 和 HLA 分子相互作用的理解,设计能够精准调节免疫系统的药物,既能避免自身免疫疾病的发生,又能提高移植手术的成功率。
此外,利用先进的生物技术,如单细胞测序、基因编辑等,对 Mc 进行更深入的研究,将有助于揭示其在细胞水平和分子水平的奥秘。这些研究成果不仅能够丰富我们对正常生物学过程的认识,还可能为未来的精准医学发展提供新的靶点和方向,为人类健康事业带来新的突破。
自然获得性微嵌合体(Mc)作为生命科学和健康医学领域的新兴研究热点,其在生物学中的复杂机制以及与自身免疫和健康同种免疫的紧密联系,为我们理解人体生理和疾病发生发展提供了全新的视角。随着研究的不断深入,相信未来会有更多关于 Mc 的奥秘被揭示,为人类健康带来更多福祉。
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