Ул. Ученые Детской исследовательской больницы Джуда определили ключевой регулятор иммунной системы, белок, который служит привратником в лейкоцитах, которые производят "войска" для борьбы с конкретными инфекциями.
Исследователи продемонстрировали, что белок Tsc1 имеет решающее значение для поддержания сбалансированной иммунной системы и борьбы с инфекциями. Потеря белка Tsc1 была связана с уменьшением количества определенных иммунных клеток и более слабым иммунным ответом. Работа опубликована 17 июля в онлайн-выпуске научного журнала Nature Immunology.
Ученые обнаружили, что Tsc1 работает путем ингибирования пути, запускающего производство специализированных лейкоцитов, известных как эффекторные Т-клетки. Эти клетки являются основой адаптивного иммунного ответа, предназначенного для реагирования, идентификации и уничтожения определенных бактерий, вирусов и других угроз.
Работая на мышах со специально разработанной иммунной системой, ученые показали, что Tsc1 также поддерживает минимальную клеточную активность в белых кровяных тельцах, известных как наивные Т-клетки. Этот процесс известен как покой.
Спокойствие уже давно признано решающим фактором для правильного функционирования иммунной системы. Но до сих пор ученым было неясно, как устанавливается и поддерживается состояние покоя в наивных Т-клетках. "Это исследование впервые показывает, что Tsc1 является основным регулятором покоя Т-клеток," сказал Хунбо Чи, доктор философии.D., помощник члена Св. Джуд, кафедра иммунологии, и старший автор исследования. Первый автор – Кай Янг, Ph.D., докторант в лаборатории Чи.
"Эти результаты не только улучшают понимание клеточной биологии иммунной системы, но также имеют большой потенциал для клинического применения в будущем," Чи сказал. Он предположил, что тот же процесс может также иметь важное значение в регулировании иммунных клеток, известных как Т-клетки памяти, которые помогают иммунной системе распознавать инфекционные агенты, с которыми сталкивались ранее, и обеспечивать быстрый иммунный ответ.
Tsc1 наиболее известен как опухолевый супрессор, помогающий предотвратить развитие рака, ингибируя активность белка mTOR и пути, носящего его название. Путь mTOR играет ключевую роль в развитии рака, нарушений обмена веществ и старения.
Теперь Чи и его коллеги продемонстрировали, что в иммунной системе Tsc1 выполняет уникальную работу. За счет ингибирования пути mTOR Tsc1 заставляет наивные Т-клетки поддерживать минимальную метаболическую и клеточную активность. Обычно это меняется только тогда, когда наивные Т-клетки активируются и начинают продуцировать более специализированные эффекторные Т-клетки для борьбы с новой конкретной угрозой.
В этом исследовании ученые показали, что потеря белка Tsc1 предрасполагает к преждевременной активации Т-клеток, что приводит к запрограммированной гибели клеток по пути самоубийства. Следовательно, процесс истощил запасы Т-клеток, а также другой группы специализированных иммунных клеток, известных как инвариантные Т-клетки естественных киллеров. Эта потеря также снизила способность мышей бороться с бактериальными инфекциями. "Мы считаем, что поддержание покоя Т-лимфоцитов играет центральную роль в предотвращении преждевременной гибели клеток и обеспечении продуктивного иммунного ответа," Чи сказал.
Хотя для понимания регуляции mTOR покоя Т-клеток требуется дополнительная работа, это исследование дает представление о процессе. Tsc1 является частью более крупного комплекса, регулирующего активность mTOR. Белок mTOR также является компонентом двух более крупных комплексов, известных как mTORC1 и mTORC2. Чи и его коллеги продемонстрировали, что для наивного покоя Т-лимфоцитов требуется, чтобы Tsc1 поддерживал активность mTORC1 на низком уровне. Если Tsc1 теряется или преждевременно отключается, активность mTORC1 увеличивается, что приводит к преждевременной активации иммунных клеток, что приводит к различным аномалиям и гибели клеток.