微匍匐模拟免疫细胞中的衰老

Human-T-Lymphocyte (T细胞)

从健康供体的免疫系统扫描人T淋巴细胞(也称为T细胞)的电子显微照片。(图片信用:NIAID)

t细胞行为的变化在太空中迅速发生,使研究人员能够更有效地研究与衰老相关的免疫抑制相关的遗传和分子变化。

告诉某人“行动你的年龄”是另一种要求他或她表现得更好的方式。然而,年龄并不总是带来改进。免疫系统的某些细胞随着年龄的增长而往往不行使,使老年人易患疾病。因为这些细胞在空间期间众所周知,在空间期间,研究人员正在研究微匍匐在免疫细胞上的影响,以更好地了解我们的免疫系统如何发生变化。

美国宇航局和国家老龄化学院,部分国家卫生研究院,已经联系了国际空间站的支持研究,可能有一天推进医疗保健和所有人类的生活质量。老化的T细胞活化是第一次启动空间的研究,该研究由国际空间站国家卫生研究院的生物医学研究资助。

难以研究与衰老相关的免疫抑制相关的遗传和分子变化,因为该病症发生了几十年,老年人经常有可能使研究研究复杂化的疾病。然而,免疫系统的变化 - 包括T细胞行为 - 在空间中很快发生。

实验室科学团队

科学团队在佛罗里达州NASA肯尼迪航天中心的实验室里准备发射。左起:Tara Candelario, Miya Yoshida, Emily Martinez和首席研究员Millie Hughes-Fulford。(图片来源:NASA /科里·休斯顿)

“这项研究我们的目标之一是使用微重力的小说模式系统衰老的分子机制研究免疫抑制常见老年人口,”米莉Hughes-Fulford说,前NASA宇航员,研究首席研究员和加州大学的研究员,旧金山,加利福尼亚北部研究和教育研究所和旧金山退伍军人医疗中心。“最终,这将使我们找到治疗免疫系统功能障碍的新策略。”

“This experiment’s unique approach to studying molecular mechanisms that contribute to decline of T-cell function will add to our understanding of the effects of zero gravity on the immune function, as well as provide insights about immune suppression, a major issue affecting older people,” said Felipe Sierra Ph.D., director of the National Institute on Aging Division of Aging Biology. “Hopefully, this will help lead to new interventions to prevent infection not only for those on space travel but also for those with compromised immune systems, including the elderly.”

我们的免疫系统是我们保护我们免受疾病的身体的精致防御网络。免疫细胞不断巡逻我们的血液,询问他们遇到的其他细胞,他们遇到分子语言 - “你是朋友还是敌人?”当这些细胞检测到敌人时,它们将该智能递送给专门的免疫细胞,称为T细胞。

休斯-富尔福德说:“如果免疫系统像一支军队,那么t细胞就是将军。”

当敌人遭遇的消息被报告给T细胞时,他们激活并发出命令以唤起一种免疫细胞军队以抵抗感染。但如果T-Cells行为失败并且未能在部队中呼唤,我们生病了。

免疫系统功能减退是老年人和宇航员的常见问题。值得注意的是,老年人免疫系统中的几个关键变化与从太空飞行归来的宇航员身上发现的变化相同。受损的t细胞激活和快速的细胞生产是其中的变化。由于太空飞行诱导的和与衰老相关的免疫抑制具有这些关键特征,研究人员预计这项研究的结果将适用于一般人群。

Hughes-Fulford的研究旨在找到微疱疹的接触如何模仿免疫细胞的老化,并揭示底层免疫系统功能障碍的生化机制。这些知识可能适用于不仅适用于免疫抑制的治疗,而且还用于炎症性疾病,其中通过反应而不是未能采取行动的免疫系统不端行为。

休斯-富尔福德最近的太空飞行研究——白细胞素2——旨在确定太空飞行的哪些方面会破坏免疫系统。先前的研究表明,t细胞的激活在太空中严重受损。白细胞介素-2是第一个将t细胞在微重力下的激活与空间站上离心机中的人工重力控制样品进行对比的研究。休斯-富尔福德说:“我们对白细胞素2的研究结果首次证明,重力影响基因表达和t细胞的早期激活。”

Kubik孵化器

老化调查中的T细胞激活将使用船只孵化器乘坐国际空间站。此图像显示来自先前研究的类似样本单元,称为pkinase。(图片信用:NASA / Millie Hughes-Fulford)

在地球上,科学家们花了很多精力在实验室里模拟疾病,这样他们就可以研究疾病,并开发出预防或治疗疾病的方法。在白细胞素-2的研究中,经过相对短暂的空间站之旅,来自健康捐赠者的未修饰的t细胞模仿了来自免疫抑制的老年人的t细胞。换句话说,休斯-富尔福德发现暴露在微重力下可以模拟衰老。

通过提供有关T细胞活化的生化机制的新信息,衰老的T细胞活化在脑卒中研究中获得的洞察力。

休斯-富尔福德的科学团队将来自健康捐赠者的人体t细胞样本装入位于佛罗里达州NASA肯尼迪航天中心的专门实验容器中,为4月18日发射的t细胞活化计划做准备。调查人员乘第三次商业补给任务飞往空间站spacex.龙飞船。国际空间站的工作人员将这些样本放入欧洲航天局哥伦布实验室的库比克培养箱设施中。

老化研究中T细胞活化的工具

在指定时间在老化研究中的T细胞激活期间,国际空间站的机组人员将使用手动工具将激活和固定材料添加到实验单位,如这里所见的实验单位。(图片信用:Millie Hughes-Fulford)

在研究期间,一些样品将放置在离心机中,该离心机可以造成人为重力,并将作为对微匍匐样品的对照。将激活剂添加到实验容器中以发出T细胞感染的消息。随后,防止细胞改变的固定剂进一步将稳定飞行后分析的样品。样品将返回地球龙,并在发布后30天大约30天送到Hughes-Fulford的科学团队。

国家老龄化研究所是老龄化的T细胞活化的赞助机构。加利福尼亚州迈法官场地的美国宇航局的Ames研究中心是提供科学团队支持的集成合作伙伴。ESA是有效负载开发人员,并为使命提供调查硬件,有效载荷集成和运营支持。

一旦样品返回地球,科学团队将分析空间飞行和地面对照样本以进行基因表达和蛋白质合成的变化。他们还将检查样品,用于一种称为microRNA-A小的分子RNA.影响细胞行为但不编码蛋白质的分子。在Leukin研究期间,研究人员看到了至少一种微小RNA的重力引起的变化。老龄化调查中的T细胞激活将使团队能够跟进这些发现。MicroRNA在免疫系统中发挥的作用 - 目前未知。

MicroRNA是有希望的药物发展候选人,因为他们已知其调节基因。“我们的研究目标之一是寻找和测试新的途径,以调节涉及MicroRNA的免疫系统,”Hughes-Fulford说。“一旦我们确定正确的目标,我们可以开发药物以调高免疫抑制患者的免疫应答,或者拒绝缓解自身免疫或炎症疾病的反应。交换机都既有方式。“

研究人员将从这种空间调查中申请其对来自老年人T细胞的未来地面研究。

微重力研究可以帮助我们研究随着年龄增长而自然发生的生物过程。随着我们都在变老,我们都将受益于新的策略,以保持我们的免疫防御系统的最佳表现。我们可能无法阻止时间的流动,但随着像这样的研究所带来的进步,我们有希望延长我们在地球上健康生活的时间。

由Gianine M. Figiozzi
空间生物科学部门
美国宇航局的AMES研究中心

1条评论关于“微重力模拟免疫细胞衰老”

  1. 免疫系统功能减少是一个不仅是老年人而且还有孩子的问题。在这里,发现宇航员的微重力也用于减少免疫系统功能。在儿童中,免疫力尚未在最大程度上发展,它们非常容易受到寒冷和腹泻的小感染,而在老年人中,免疫系统已经疲惫不堪,所以我们发现许多长老患有肺部感染,肺炎等他们的FAG他们的日子结束了。似乎对于宇航员来说,微重力使免疫系统导致免疫系统,作为一种“疾病”,因为作为对重力的非自然状况感到关注。因此,它触发,微RNA并带来个体的疾病。因此,单独的微重力不能被认为是免疫抑制的因素,但也可以补充其他因素。谢谢。

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