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        Nature揭秘運動提升免疫力新機理

        “健康地活著真好!”相信這是疫情平息后大家最為深刻的感受之一。保持人體健康的狀態,最為經濟有效的方式就是“運動”。人們發現運動能夠有效的提升人體免疫力,清除侵襲機體的致病細胞,提高身體的抗病能力。最近《Nature》發表的研究成果揭秘運動提升免疫力的新機理。研究團隊通過小鼠實驗,發現運動能夠刺激成骨祖細胞和免疫祖細胞相互作用,維持免疫祖細胞正常功能,促進淋巴細胞的產生,最終幫助動物抵抗感染。

        人體骨髓里住著許多類型的干細胞和祖細胞,各類的干細胞和祖細胞在生理和功能上都是相互緊密聯系的,即干細胞生態位。如間充質干細胞和祖細胞能產生骨、骨骼組織和脂肪細胞,是造血干細胞和祖細胞(HSPCs)基質生態位的重要組成部分。而HSPCs負責產生所有血細胞譜系,包括免疫細胞。在小鼠體內,一些間充質祖細胞產生一種稱為干細胞因子(SCF)的信號蛋白,它對支持HSPCs至關重要。這些細胞還表達一種瘦素受體(LepR)的細胞表面蛋白。LepR+細胞分布在骨髓中的幾個不同位置,包括血管,小動脈和竇狀竇周圍。LepR+細胞群為多種間充質祖細胞的混合群落。因此,研究團隊開啟了對參與維持HSPC生態位的LepR+細胞亞群的研究。首先,他們對LepR+細胞進行了基因表達分析,發現了表達在其中一個亞群的另一種標記蛋白—骨凝集素(Oln)。通過熒光標記,發現Oln+基質細胞位于小動脈周圍,而非竇狀竇。這些細胞被證明是一類壽命短暫的成骨祖細胞,能產生成骨細胞,在骨再生中起著至關重要的作用。


        在此基礎上,研究人員設計了突變小鼠,使其Oln+細胞中缺失SCF基因,Oln+細胞缺失SCF基因并不影響造血干細胞或骨髓中大多數其他類型的造血祖細胞,可是因為SCF的缺失,一種能產生淋巴細胞的造血祖細胞——共同淋巴祖細胞(CLP)數量顯著減少。接下來,他們用致病細菌李斯特菌感染突變小鼠,李斯特菌通常被淋巴細胞從體內清除,突變動物清除病原體的效果遠不如對照組。由于CLP數量減少,這些動物根本無法產生足夠的淋巴細胞來完成這項工作,進一步地證實了Oln+細胞有助于產生和維持CLPs的觀點。在最后一組實驗中,小鼠被放在裝有輪子的籠子里,進而發現跑步會導致骨髓中Oln+細胞和CLP的數量增加。運動能介導骨骼的機械刺激,激活LepR+Oln+成骨祖細胞表面的機械敏感離子通道1(Piezo1),促進成骨祖細胞中的SCF表達和分泌,以幫助維持CLPs,CLP種群的維持使其能很容易地分化成淋巴細胞,抵抗細菌感染(圖1)。

        運動可刺激免疫系統對抗感染的作用機理的確定具有重大意義,這項研究可能直接應用于臨床,以期開發出有效的醫療方式,以加強運動引發的免疫細胞輸出,強化免疫反應,防止病毒及細菌對人體的侵襲。


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