综述：免疫系统在协调生理过程中的作用

《Current Opinion in Structural Biology》：The role of the immune system in synchronizing physiological processes

　　

为维持人体内的稳态，细胞间相互作用必须高度同步且协调。传统上，神经系统和内分泌系统被视为调控内脏功能的主要机制。直到最近，才有大量证据表明，免疫系统除了通过抵御外部和内部威胁来维护身体的结构和功能完整性外，还能够调节、协调和同步各种组织、器官以及器官系统的活动。本综述探讨了免疫系统的非传统功能，这些功能使其有资格被视为调控内脏生理功能的关键因素。我们描述了免疫介导的通信特征，以及在缺乏明显层级结构的情况下实现有效同步的多种信号传导途径，并列举了免疫细胞和生化因子如何协调生理过程的实例。

引言

细胞间通信是实现生理功能的基本要素。传统上，进程同步是通过神经系统和内分泌系统的多级调控来实现的。然而，最新研究表明，免疫系统在履行多项关键功能时也能起到协调作用：（1）调控——调节（增强或抑制）多种生理途径的活性；（2）协调与同步；（3）信息传递；（4）保护；（5）与保护功能密切相关的质量控制；（6）个体发育功能：参与特定结构的形成、成熟及程序性清除；（7）与个体发育过程密切相关的再生功能；（8）代谢、营养及能量相关功能；（9）基于相关性的信号过滤。最后这一功能类似于生物体的傅里叶滤波器：通过过滤掉无关或“噪声”信号，既能筛选出最具生物学意义的信号，又能迅速做出恰当的反应。

章节节选

免疫系统细胞的非传统功能

此前，人类免疫系统主要被认为具有抵御病原体、确保与环境安全互动以及维持稳态平衡等功能。但现代研究大大拓展了人们对免疫细胞功能能力的理解。例如，小胶质细胞可通过分泌IL-6来改变神经系统中的信号平衡，使抑制性信号占主导地位[

为何是免疫系统？

为什么免疫细胞能承担如此多的功能？这主要是因为它们具有极高的多样性，存在不同的细胞群和亚群，实际上存在于所有组织和器官中，具备多种通信方式，具有去中心化特性，并且高度协调。与依赖直接物理连接和快速突触传导的神经系统，或采用较慢体液信号的内分泌系统不同，免疫细胞则结合了多种策略。

生理过程的同步

那些缺乏明显层级结构的系统，若要触发调控机制，就必须采用专门的协调策略。参考文献[48]分析了振荡系统如何同步移动速度并在集体迁移过程中保持反馈。以内皮细胞为例，作者证明，由于高密度的肌动蛋白波在单个细胞间及整个细胞层中传播，紧密连接的单层细胞能够迅速协调其迁移速度

结论

近期关于免疫系统结构的研究大大深化了我们对它功能的理解。现在可以明确的是，免疫系统与神经系统和内分泌系统一样，是一个复杂的协调网络，能够同步组织和器官的生理功能。它的关键功能特点包括：（1）高度去中心化，没有严格的层级结构；（2）能够通过直接相互作用进行信号传递（例如

利益冲突声明

作者声明存在以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：Svetlana N. Pleskova称获得了俄罗斯科学基金会的财政支持，项目编号为23-74-00004。如果有其他作者，他们也声明自己不存在任何可能影响本文所述工作的已知利益冲突或个人关系。

致谢

本研究得到了俄罗斯科学基金会的支持，项目编号为23-74-00004。

S.N. Pleskova|N.A. Bezrukov

下诺夫哥罗德罗巴切夫斯基国立大学扫描探针显微镜研究实验室，俄罗斯下诺夫哥罗德市加加林大街23号，邮编603022