12月2日消息,近日,来自葡萄牙科研医疗中心的Henrique Veiga-Fernandes和来自分子医学研究所的Tânia Carvalho团队在Nature上发表文章 Light-entrained and brain-tuned circadian circuits regulate ILC3s and gut homeostasis ,研究发现ILC3s有一个细胞内的生物钟,它有层次地整合了局部和系统的输入信号,在外在环境、肠道防御、脂代谢以及宿主稳态之间建立了生物体回路。


彩票网址大全源码,葡萄牙学者发现ILC3s有一个细胞内的生物钟 有昼夜节律调控等功能


在该研究中,研究人员发现相比于ILC3s的前体细胞如共同淋巴组系 (common lymphoid progenitors, CLP) 和共同ILC前体细胞 (common ILC precursors, ILCP) ,成熟的ILC3s不仅高表达生物钟相关基因,并且有节律地表达生物钟调控基因和ILC3s相关转录因子。彩票网址大全源码为了进一步测试ILC3s是否受昼夜节律调控,研究人员在ILC3s中特异性敲除昼夜节律激活因子Arntl。比较Arntl敲除小鼠和野生型小鼠发现,ILC3s在肠道中的分布严重减少。同时,肠上皮细胞中活性基因的表达显著减少而脂转运体基因表达上升。为了研究ILC3细胞内生物钟的破坏是否影响肠道防御,研究人员在Rag1-/-的背景上构建Arntl和Rag1双敲除小鼠,Rag1-/-是为了消除T细胞的作用。再用酸杆菌分别去感染Rag1-/-ArntlΔRorgt小鼠和野生型小鼠,比较结果发现:双敲小鼠的肠道炎症更加明显,酸杆菌感染增加,肠上皮活性减弱,体重减少以及存活率降低。彩票网址大全源码这些实验结果说明:ILC3细胞固有的昼夜节律选择性地调控肠上皮活性,脂代谢,微生物种群以及肠道防御。


那么,ILC3s细胞固有的生物节律是如何影响ILC3s稳态的呢?值得注意的是,比较Arntl敲除小鼠和野生型小鼠发现,ILC3s中增殖相关基因和凋亡相关基因的表达没有任何差异,这说明可能是ILC3s往黏膜层的迁移出现了问题。研究人员接着对此进行深入研究,结果发现:对ILC3s在肠道固有层定居至关重要的受体-肠道邮编分子(gut postcode molecules),在ILC3s中的表达显著降低,并自动在肠系膜淋巴结中积累。这些分子包括整合素和趋化因子受体CCR9, α4β7和CXCR4。研究人员还用immunoprecipitation (ChIP) 实验证实了ARNTL通过直接结合Ccr9 基因座对其表达进行调控。


那么,ILC3又是如何对外部信息进行应答的呢?生物节律使有机体能够适应外部环境的变化。光暗周期是生物节律的主要控制因素,微生物信号可以改变肠道细胞的节律,进食方式是调节肝脏等周边器官生物节律的主要因素。研究人员分别研究这三个因素对ILC3生物节律的影响,结果发现:微生物和进食方式只对其有微弱的调整作用,光暗周期则是决定其生物节律的最主要的因素。位于下丘脑的视交叉上核(SCN)是光的主要整合体。这说明大脑信号可能调节ILC3。为了证实这个,研究人员通过电解损伤的方式构建SCN切除小鼠,通过和野生型小鼠相比,SCN切除小鼠的ILC3生物节律遭到严重破坏。另外,研究人员构建的SCN特异性的Arntl敲除小鼠也证实了这一点。这些实验说明:由光主导的,大脑协同调节的昼夜节律回路调节ILC3s以及肠道稳态。


总之,该研究证明:ILC3s有一个细胞内的生物钟,它有层次地整合了局部和系统的输入信号,在外在环境、肠道防御、脂代谢以及宿主稳态之间建立了生物体回路(图1)。将光信号与ILC3昼夜节律调控相结合,可能确保了对环境变化的高效、完整的多系统预期反应。彩票网址大全源码值得注意的是,系统昼夜节律回路对ILC3活性的调节可能已经进化到最大限度地实现代谢平衡停滞、肠道防御和与哺乳动物的进化伙伴共生的高效共生。最后,这些数据也有助于更好地理解人类昼夜节律紊乱与代谢性疾病、肠道炎症和癌症之间的关系。


彩票网址大全源码,葡萄牙学者发现ILC3s有一个细胞内的生物钟 有昼夜节律调控等功能

图1:模式图


背景


昼夜节律依赖于局部和系统的信号来协调哺乳动物的生理,并由分子时钟进行遗传编码,使生物体能够预测和适应外部环境的变化。3型固有淋巴细胞 (Group 3 innate lymphoid cells , ILC3s) 是炎症、感染、微生物群组成和代谢的主要调控因子。彩票网址大全源码ILC3s和神经元细胞在不同的粘膜部位相互作用,引导粘膜防御。ILC3s已被证明是离散的粘膜神经免疫细胞单元的一部分。有研究者提出了ILC3s也可能整合全身神经免疫回路来调节组织完整性和机体稳态的假设。彩票网址大全源码然而,目前还不清楚的是,是否有一个在机体水平运转的神经免疫回路,来整合外部环境信号给ILC3s。


我来说几句

不吐不快,我来说两句
最新评论

还没有人评论哦,抢沙发吧~