每日节奏可能会影响我们对由昼夜节律控制的疾病 - 免疫系统杀手细胞的能力

巨噬细胞杀手免疫细胞

巨噬细胞,我们免疫系统的杀手细胞由昼夜节律控制,但时间似乎依赖意外的影响力。信贷:君尔斯默理工学院学院

对哺乳动物免疫系统至关重要的细胞的详尽数据集的分析表明,我们对抗疾病的能力可能比以前所假设的每日昼夜周期更依赖。

昼夜节律的故障,使我们的尸体与白天/夜间循环保持在曲调,越来越多地与糖尿病,癌症相关联老年痴呆症和许多其他疾病。今天发表的调查基因组研究表明,美国内部巨噬细胞的活性 - 可以在细菌中寻求和破坏入侵者 - 可能在每日对病原体和压力的反应时,通过昼夜代谢的控制。

在这项研究中,珍妮弗Hurley,理查德巴鲁克M.D.Rensselaer理工院学院生物科学教授和职业作者在这项研究中,她的团队调查了如何水平RNA.巨噬细胞中的蛋白质发生在两天内。“我们已经表明存在巨大的巨型行为时机,但时钟是以意想不到的方式定时巨噬细胞,”Hurley说。

昼夜节约系统由一组核心钟表蛋白组成,通过导致酶和激素水平的日常振荡,并最终影响体温和免疫应答的生理参数来预测日/夜间循环。该分子时钟通过蛋白质生产和腐烂的自调节循环标记时间。“阴性”元素蛋白的时钟触发产生的“正”元素蛋白,其依次阻断阳性元素蛋白的产生,直到负元素蛋白衰减,从而产生每24小时发生一次的负反馈循环。

阳性元素蛋白还调节大量基因产物中的波动,称为信使RNA或mRNA。遗传指示转录脱氧核糖核酸然后将其用作组装蛋白质的配方,该细胞的功能构建块。已经假设可以从先前预先预测每个后续步骤的水平。如果是这种情况,振荡mRNA会与细胞蛋白的振荡水平相对应,因此,如果可以跟踪mRNA,他们会知道核心昼夜控制在细胞中的蛋白质。

但是,这项调查表明,这种范式可能并不总是如此。巨噬细胞数据集的分析显示,由昼夜钟表控制的蛋白质和MRNA之间存在大量不匹配。此数据并联研究发布细胞系统2018年由Hurley Lab,显示真菌和昼夜型模型系统中约40%的振荡蛋白,Neurospora Crassa没有相应的振荡mRNA。

“但巨噬细胞差异的规模非常惊讶我们,”Hurley说。“振荡八十百分之八十的蛋白质在巨噬细胞中没有相关的振动mRNA。这意味着我们真的错过了时钟是如何定时的免疫力。“

在Hurley的研究中观看视频:

Hurley的团队与Annie Curtis的实验室合作,在爱尔兰皇家外科医生(RCSI),能够预测,然后证明时钟调节代谢时间在巨噬细胞中的时间关键免疫功能。为此,来自rcsi的研究人员跟踪了巨噬细胞的能量产生线粒体,显示了细胞器分开以产生能量和在休息阶段重新联合的节奏。然后,Hurley Lab能够表明关键免疫过程的时间受到线粒体分裂和融合引起的能量产量的变化来控制关键免疫过程的定时。

“我们的数据指出了在RCSI高级讲师的全新水平上追踪节奏的必要性,”RCSI高级讲师说。“这也意味着我们的机构是我们的昼夜节日的时间比我们想象的更为规定。”这种免疫系统的昼夜时机对人类健康,疾病治疗和疫苗疗效产生影响。

Reference: “Post transcriptional Circadian regulation in Macrophages Organizes Temporally Distinct Immunometabolic States” by Emily J. Collins, Mariana P. Cervantes-Silva, George A. Timmons, James R. O’Siorain, Annie M. Curtis and Jennifer M. Hurley, 12 January 2021,基因组研究
DOI:10.1101 / GR.263814.120

“在巨噬细胞的转录昼夜转录昼夜调节后组织了暂时不同的免疫测量统治国家”发表了国家卫生研究院的支持,能源部,Consejo Nacional de Ciencia YTecnología和科学基金会爱尔兰。在Rensselaer,Hurley加入了Emily J. Collins的研究。安妮M. Curtis领导了在爱尔兰皇家外科医生学院的研究,并在玛丽安娜P.Cervantes-Silva,乔治A. Timmons和James R. O'Siorain加入那里。

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