심장 마비 후, 환자는 점점 더 자주 줄기 세포 요법의 옵션을 제공하는데, 여기서 골수의 줄기 세포가 심장에 주사되어 치유를 돕습니다. 그러나 회의론자들은 치료의 이점에 대한 확실한 증거가 부족하다고 지적합니다. 일부 동물 연구에서는 완만하게 작동했지만 그 효과는 불확실하며 과학자들은 그것이 어떻게 도움이되는지 추측 할 수있었습니다.
.지난 11 월, 심장 전문의 팀은이 논란의 여지가있는 치료에 대해 명확성을 제공하기 시작했습니다. 대신, 그들의 연구는 일부 면역 체계 세포가 신체의 피 묻은 보호자로서 친숙한 부름에서 멀리 떨어진 양육, 치유 역할을한다는 증거를 발견했습니다.
Jeffery Molkentin이 이끄는 신시내티 어린이 병원의 과학자와 의사들은 먼저 줄기 세포를 생쥐에 주사하여 심장 마비를 모방하기 위해 일시적으로 산소를 박탈당했습니다. 그들의 심장은 주사에서 일시적인 염증을 보였지만, 마우스는 위약을받은 것보다 약간 더 잘 치유되었습니다. 그럼에도 불구하고 줄기 세포가 아닌 염증이 개선에 기여했을 가능성이 있었을 것입니다.“좋은 면역학자는 당신에게 말할 것입니다. 치유를 얻으려면 염증 반응이 필요합니다.”라고 Molkentin은 말했습니다.
알아 내기 위해, 팀은 줄기 세포 대신 염증을 유발하는 화학 물질 인 zymosan과 함께 심장 손상된 마우스 세트를 주사했으며 심장 기능에서 동일한 개선을 보았습니다. 마지막으로, 그들은 죽은 세포의 비트와 조각 만 주사했는데, 이는 면역 체계가 조직에 침투하고 잔해물을 청소하는 것을 자극하는 것 이상을 수행하지 않습니다. 이것조차도 심장 기능을 향상 시켰습니다.
치료의 보호 이점은 줄기 세포의 재생 효과에서 비롯되지 않았다고 연구원들은 깨달았습니다. 대신 염증 면역 반응에서 나왔는데, 이것은 Molkentin이“두 번째 치유의 물결”이라고 부르는 것을 설정하는 것처럼 보였다.
.Molkentin의 연구는 지난 10 년 동안의 논문의 최신작 중에서 가장 최근의 면역 세포가 질병과 관련이없는 역할의 달빛을 보여줍니다. 현상은 심장에만 국한되지 않습니다. 특정 조직에 영구적으로 존재하는 이들 면역 세포는 심장 박동 조절, 임신 안정화, 심지어 뇌 발달을 포함한 다양한 생물학적 활동에 참가자로 확인되었습니다.
.엘리트 암살자 이상의
면역 체계 명명법은 치열한 전투 준비 전사에게 적합한 세포 라벨과 함께 있습니다. 예를 들어, 그리스어 이름 "대 식세포"는 "큰 먹는 사람"으로 번역되며, 그 주위에 떠 다니는 파편의 비트를 올라가는 까다로운 썩은 세포의 이미지를 불러 일으 킵니다. “자연 살인자”(NK) 림프구는 혈류를 통해 항해하는 엘리트 암살자처럼 들립니다.
Newcastle University의 면역 학자이자 단일 세포 유전체학 연구원 인 Muzlifah Haniffa는“면역 세포에 이름이 주어 졌을 때 항상 그들이 우리를 보호하기 위해 한 일의 맥락에있었습니다. Haniffa는 최근 인간 세포 Atlas 프로젝트의 일환으로 인간 태아의 혈액 생산 시스템 개발의 아틀라스를 출판했으며, 이는 인체의 모든 유형의 세포를 카탈로그하는 포괄적 인지도를 개발하는 것을 목표로합니다. 그녀는 우리가 면역 세포를 준 이름이 그들을 비둘기 홀로 만들었고 우리가 그들의 모든 능력 범위를 이해하지 못하게했다고 생각합니다.
대 식세포를 고려하십시오. 1882 년 러시아 생물 학자 Elie Metchnikoff에 의해 묘사되고 지명 된 포식 세포의 한 유형입니다. Metchnikoff는 불가사리가 이물질을 제거 할 수있는 직감을 가지고 있었기 때문에 실험으로 그는 장미 가시를 투명한 불가사 애벌레에 삽입했습니다. 그는 책상의 원시 현미경을 들여다 보면서 배고픈 식세포 세포가 가시를 향해 부자가되어 둘러싸고 그것을 둘러싸고있는 것을 보았다.
Metchnikoff는 이러한 식세포가 질병 전투 및 병원체 제거에 특화되어 있다고 즉시 가정하지 않았습니다. 진화론 생물 학자로서 훈련 된 그는 단순한 유기체가 일반적으로 비교적 비평가화되지 않은 세포를 가지고 있음을 알고있었습니다. 따라서 그는 식세포가 동물에 대한 정상 조직의 건강한 기능을 성형하고 유지하는 다양한 기본 생물학적 일을 수행했다고 가정했다.
.그러나 당시 면역학은 매우 논쟁적인 분야였으며, 불 같은 것으로 여겨지는 Metchnikoff는 처음에는 동료들에 의해 심각하게 받아 들여지지 않았습니다. 이들 중 다수는 대신 세포가 아닌 혈장의 항체 및 다른 물질이 면역의 1 차 제제라고 믿었다. 이후의 연구가 Metchnikoff의 세포 면역학 개념을 입증하기 몇 년이 지났으며, 대 식세포에 대한 그의 작업으로 인정 받았으며, 이는 면역 체계의 스타 플레이어 중 하나가되었습니다. (1908 년 그와 Paul Ehrlich는 면역 기초에 대한 별도의 연구에 대한 노벨상을 공유했습니다.)
다음 세기는 의학과 면역학의 가장 큰 발전을 가져 왔으며, 이러한 발견의 풍성한 팡파르 속에서 Metchnikoff가 대 식세포에 대해 제안한 비 면역 학적 역할은 배경으로 사라졌습니다. 그러나 지금은 면역학 및 단일 세포 RNA 시퀀싱의 발전으로 인해 이러한 역할은 다시 중점을두고 있습니다.
물질의 핵심
Metchnikoff는 아마도 Molkentin의 심장 연구가 검증 된 것을 발견했을 것입니다. 마우스의 심장에 치유 부스트를 전달한 세포는 조직 주식 대 식세포라고 불리는 부분의 서브 세트입니다.
혈액에서 순환하고 병원체를 찾는 대 식세포와 달리,이 세포는 배아 발달 동안 심장으로 이동하여 남은 생애 동안 그곳에 남아 있습니다. 지난 10 년 동안, 그들은 관상 동맥 혈관 구조를 돕고 적절한 심장 박동을 유지하는 것과 같은 다양한 작업을 수행한다는 증거가 축적되었습니다.
.세인트 루이스의 워싱턴 대학교 의과 대학 (Washington University School of Medicine)의 Kory Lavine은“그들은 스트레스를 재구성하고 스트레스에 대한 반응을 돕거나 전기를 재생 시키거나 전기를 재생 시키거나 전기를 재생하는 등 면역학과 관련이없는 활동을하고있다.
Lavine은 성별 불균형 심장 이식을 연구하면서 심장의 조직 주택 대 식세포의 기원에 대한 첫 번째 통찰력을 얻었습니다. 여성 기증자의 심장이 남성 수령자에게 갔거나 그 반대도 마찬가지입니다. 생검 조직에서, 그는 심장의 대 식세포가 원래 기증자에서 나온 것을 알 수 있었으며, 이는 장기의 수명 동안 심장에 머물렀다는 것을 의미했습니다.
.2014 년에 Lavine은 배아 심장이 손상되면 이들 세포가 조직을 복구하고 재생할 수 있음을 보여주는 논문을 발표했습니다. 그런 다음 2016 년에 그의 그룹은 심장의 CCR 대 식세포가 장기 혈관의 성숙한 레이아웃을 적극적으로 조각했다는 증거를 제시했습니다. 배아 발달 동안 혈액이 순환되기 전에 혈관이 심장에 놓여집니다. 그러나 혈류가 시작되면 혈관이 잡힐로 인해 최상의 경로 만 유지됩니다. Lavine은 CCR 대 식세포 가이 과정에 필수적이라는 것을 발견했습니다.
몇 년 전, 대 식세포는 심장의 전기적 전도성 영역 전체에 풍부하다는 연구가 발표되었으며, 심장 (AV) 노드로 알려진 심장 챔버와 생쥐와 인간의 심장 챔버를 연결합니다. AV의 대 식세포는 길쭉한 도달을 확장하는 예측이 있습니다. 과학자들이 이들 세포가 부족한 생쥐를 자르면 AV 노드를 통해 전기 신호 전도에 상당한 지연이 발견되었습니다. 그들이이 대 식세포의 활성을 화학적으로 차단했을 때, 그들은 심방에서 심실로 이동하는 전기 신호의 손상 인“AV Block”을 목격했습니다.
대 식세포가 전도를 돕는 방법은 여전히 불분명하지만, 그들의 존재는 심장 세포의 발사 신호가 더 빨리 이동하기 위해 소환되는 것으로 보인다. 이 발견은 과학자들이 현재 심장 대 식세포의 이상이 인간의 부정맥으로 이어질 수 있는지 여부를 조사하고 있습니다.
마음은 독특하지 않습니다. 실제로, 신체의 대부분의 조직과 기관은 조직 주식 대 식세포의 고유 한 캐시를 가지고 있습니다. 그들은 마치 그들이 거주하는 기관의 일부인 것처럼 주요 기능을 수행하는 것으로 밝혀졌습니다. 예를 들어 뇌에서는 축삭을 제거하고 발달하는 동안 시냅스 가지 치기를 돕습니다. 지방 조직에있는 사람들은 체온을 조절하는 데 도움이됩니다. 대 식세포는 심지어 비장과 간에서 철의 재활용을 돕는 것으로 밝혀졌습니다.
살인자에서 건축업자까지대 식세포가 면역계에서 가장 큰 멀티 태스킹기라면 자연 살해 세포는 가장 잘 지정되지 않습니다. NK 세포는 먼저 아 pop 토 시스 또는 세포 자살을 유도하는 화학 물질로 폭파함으로써 종양 세포를 파괴하는 능력으로 확인되었다. 그들은 면역 체계의 방어 무기고에서 강력한 선수입니다.
그러나 거의 발견 당시부터 과학자들은이 NK 세포의 하위 집단이 간, 피부, 신장 및 자궁에서 풀 타임으로 존재한다고 언급했습니다. 그리고 치명적인 사촌 들과는 달리,이 세포들은 죽이지 않습니다.
자궁에서, NK 세포는 임신 전반기 동안 백혈구의 70%를 구성합니다. 마우스에서의 초기 실험은 이들 자궁 NK 세포가 분리되어 마우스 림프종 세포 (천연 대적)에 대해 찌르고 면역계 형제의 암과 싸우는 힘이 부족한 것으로 나타났습니다. 이 계시는 과학자들이 NK 세포가 정확히 무엇을하고 있는지 묻도록 촉구했습니다.
Queen 's University의 개척 과학자 Anne Croy의 초기 작업은 답을 지적했습니다. 수의사로 훈련 된 캐나다 과학자는 생쥐에서 임신과 면역계를 연구했습니다. 그녀는 이들 세포가 임신 한 생쥐의 모체-사전 계면의 가장자리에서 모이는 경향이 있음을 알았으며, 여기서 태반은 자궁의 안감과 만난다. 그 사실은 그녀에게 NK 세포가 자궁 내 혈관의 리모델링에 관여했다는 가설을 세웠습니다.
임신 중에 태아 세포는 자궁의 모체 동맥을“리모델링”하여 더 이상 어머니의 싸움 또는 비행 신호에 반응하지 않도록합니다. 고양이 (또는 호랑이를 피하는 임산부)에 의해 임신 한 생쥐가 쫓겨 난다는 것을 상상해보십시오. 그러나 이러한 변화는 혈액과 산소와 영양소를 박탈함으로써 자궁 내 태아에게 해가 될 수 있고 치명적일 수 있습니다. 진화는이 리모델링 메커니즘을 위기에 대한 생리 학적 반응에 대한 보호로 발명했습니다.
일련의 랜드 마크 실험에서, Croy는 자궁 NK 세포가 과립에서 분비되는 물질에 의해 임신 중에 발생하는 혈관 변화를 제어 함을 보여주었습니다. 신체 전체에 순환하는 NK 세포에서, 유사한 과립은 일반적으로 암살자의 독소 칵테일로 채워 지지만, 자궁 NK 세포에서는 다른 세포를 끌어들이는 성장 인자와 케모카인 (메신저 분자)을 운반한다. 일단 방출되면,이 분자들은 내피 세포와 영양막을 유치합니다.이 세포는 자궁 내 혈관을 리모델링 할 수있는 태반의 태아 세포입니다.
.케임브리지 대학교의 면역학자인 프란체스코 콜루치 (Francesco Colucci)는“살인자 대신에 실제로 건축업자입니다. Colucci는 자궁 NK 세포가 태아 세포가 자궁에 침입 할 수있는 정도를 조절하고 있으며 현재 RNA 시퀀싱 기술을 사용하여 다양한 유형의 자궁 NK 세포를 특성화하고 있습니다 ( Nature Communications 에서 발표 한 논문에 설명 된 바와 같이. 1 월 말).
Haniffa는“자연 살인자 세포는 실제로 건강한 임신을 지원하는 데 중요한 역할을하고 있지만 살인과는 아무런 관련이 없습니다. 2018 년 Haniffa와 동료들은이 NK 세포의 유전자 활성을 드러내는 단일 세포 해상도를 가진 모체-사전 인터페이스의지도를 발표하여 그들의 손재주를 더욱 설명했습니다.
.이론 매핑
자연 살인자와 대 식세포는 멀티 태스킹 면역 세포의 가장 특징적인 예이지만 더 많은 것이 있습니다. T 림프구의 서브 세트 인 조절 T 세포 또는 Tregs는 면역 반응을 조절한다. 그러나 그들은 피부의 모발 성장과 지방 조직의 인슐린 조절과 같은 다양한 과정에 관여하는 것으로 나타났습니다. 타고난 림프구 세포 (B 및 T 세포와 동일한 항원 수용체를 발현하지 않는 림프구)는 신진 대사 및 신경계의 건강한 기능에 관여합니다. 또한, 이들 세포의 조합은 줄기 세포와의 크로스 토크에서 관찰되어 피부와 장 안감처럼 지속적으로 뒤집는 조직의 재생을 유지하는 데 도움이된다.
.Haniffa는“오랫동안 사람들은 면역 체계를 기본적으로 혈액에있는 것으로 생각했습니다. "그러면 그들은 당신의 면역 체계가 당신의 혈액에만 존재하는 것이 아니라 모든 조직에 존재한다는 것을 깨달았습니다." 더욱이, 조직에 내장 된 면역계 세포와 미생물 군들도 의사 소통 중입니다. 미세 아교 세포라고 불리는 뇌의 세포는 전통적으로 면역계의 일부로 인식되지 않았지만 대 식세포와 같은 세포 잔해물을 소비합니다. 또한 장 미생물 총의 신호에 반응하는 것으로 나타났습니다. Haniffa는“우리는 면역 체계를 몸 전체에 존재하는 매트릭스처럼보아야한다”고 말했다.
Broad Institute의 계산 생물 학자 인 Aviv Regev는 인간 세포 아틀라스를 출시하는 데 도움을 준이 생각을 반영합니다. 그녀는 면역 세포를 신경계와 함께 신체의 주요 감지 시스템 중 하나로 생각할 수 있습니다.“우리는 종종 [면역 세포]를 더 좁은 기능적 용어로 생각했지만, 그들의 역할이 더 넓다는 것을 점점 더 깨닫고 있습니다.”
.Haniffa는 배아 발달에서 면역계의 역할을 탐구하고자합니다. 지난 10 월, 그녀와 그녀의 동료들은 Nature 에 대한 연구를 발표했습니다. 그것은 혈액 시스템과 인간 배아의 면역계에서 개별 세포의 유전자 활성을 자세히 설명했다. 그들은 7 주와 17 주 사이의 다양한 지점에서 배아 노른자 주머니, 간, 피부 및 신장으로부터 20 만 개 이상의 세포를 프로파일 링했습니다. 이 작업은 단일 세포 해상도로 적색 및 백혈구를 포함한 인간 면역 및 혈액 시스템의 발달을 매핑하려는 첫 번째 노력 이었기 때문에 이정표였습니다.
.뉴욕 대학교의 줄기 세포 생물 학자이자 단일 세포 연구원 인 Shruti Naik에 따르면,“이 논문은 인간 임신뿐만 아니라 면역 및 발달 장애에 대한 선천적 오류에 대한 우리의 이해에 큰 영향을 미칩니다.
.Haniffa는 면역 세포의 트로브가 인간 발달 초기에 존재한다는 것을 발견했으며, 이는 세포가 조직의 발달에서 중요한 부분을 가지고 있다고 생각할 수 있다고 생각합니다. 그녀는 전통적으로 알레르기 반응에 관여하는 비만 세포가 첫 번째 삼 분기 동안 노른자 주머니에 나타납니다. 알레르기가 일반적으로 배아에 문제가되지 않을 때 왜 거기에 있을까요? 그러나 비만 세포는 암의 혈관 발달에도 연루되어 왔기 때문에 하니파는 건강한 혈관 형성과 관련이 있는지 궁금해합니다.
REGEV는 다양한 개발 단계에서 비만 세포의 기능을 설명하기 위해 더 많은 연구가 필요하다고 지적했다. 그러나 그녀에게“조기에 발생하는 세포가 조직 발달에서 더 다양한 기능을 가질 가능성은 매우 설득력있는 가설입니다.”
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수정 :2020 년 2 월 12 일
이 이야기의 이전 버전은 Metchnikoff가 식세포를 식별 한 해를 잘못 사용했습니다. 1845 년이 아니라 1882 년이었다.
