生物鐘引導樹突細胞遷移到皮膚淋巴系統

　　生物鐘（circadian clock，也稱為晝夜節律鐘）是最基本的生物機制之一，它在大約24小時的節律內調節生物的大部分生理過程。在一項新的研究中，來自瑞士日內瓦大學和德國慕尼黑大學的研究人員通過破譯免疫反應背后的免疫細胞遷移機制，發現免疫系統的激活是根據一天中的時間來調節的。相關研究結果于2021年10月18日在線發表在Nature Immunology期刊上，論文標題為“Circadian clocks guide dendritic cells into skin lymphatics”。

　　事實上，免疫細胞從皮膚到淋巴結的遷移在24小時內會發生振蕩。免疫功能在休息階段是最高的，就在活動恢復之前---小鼠是在下午，而人類是在清晨。這些結果表明在注射疫苗或進行抗癌免疫治療時，可能應該將一天中的時間考慮在內，以提高其有效性。

　　不像以非針對性的方式立即做出反應的先天性免疫系統的那樣，適應性免疫系統對每一種傳染性病原體都會建立起一種長期的特異性反應。論文通訊作者、日內瓦大學醫學院病理學與免疫學系教授Christoph Scheiermann博士說，“適應性免疫系統需要數周時間來形成對特定病原體的特異性反應。這種反應然后持續很長時間，這要歸功于一種細胞記憶機制。這通常是針對病毒的疫苗接種期間的工作機制。”

　　為了了解晝夜節律對免疫激活的作用，這些作者考察了樹突細胞從皮膚向淋巴系統的遷移，其中淋巴系統是適應性免疫反應的支柱之一。樹突細胞位于包括皮膚在內的許多外周器官中，它們通過淋巴管遷移到淋巴結，在那里呈遞抗原，以觸發對入侵的病原體的免疫反應。

　　同步的時鐘

　　這些作者首先在野生小鼠身上觀察樹突細胞的遷移能力，每天觀察四次，然后觀察了沒有功能性內部時鐘的小鼠。論文**作者、慕尼黑大學生物醫學中心研究員Stephan Holtkamp解釋說，“為了使細胞遷移正確進行，不僅樹突細胞，而且淋巴管細胞也必須對晝夜節律做出反應。因此，生物鐘必須在機制的兩方面---在細胞中和在其環境中---都發揮作用。如果不是這樣，活動高峰就不再出現，免疫系統就會持續緩慢地起作用。”

　　這些作者隨后在一天中的不同時間對取自患者的人類皮膚細胞重復了他們的實驗。Scheiermann說，“我們確定了許多分子，特別是參與了遷移過程的趨化因子，它們的表達受到生物鐘的調節。在人類細胞和小鼠細胞中發現了相同的分子，其節律與這兩個物種的生活習慣相反，嚙齒動物是夜間活動，人類是晝夜活動。這證實了這種節律是由自然活動根據白天和黑夜的交替來控制的。”

　　在有利的時間刺激免疫系統

　　進一步的數據還表明，如果在一天中的不同時間刺激免疫系統，也會出現同樣的振蕩，在早晨出現高峰。但是為什么免疫系統受振蕩節律的支配？“晝夜節律的功能是作為一個節能系統，根據最緊迫的需要，對能源資源進行**利用。這可能是免疫系統在接觸病原體的風險**時，通過攝入食物和/或社會交往而處于警戒狀態的一種方式嗎？”

　　同樣，我們是否會在晚上和夜間更容易受到病原體的影響？目前還無法說清楚。然而，晝夜節律對免疫系統的重要性才剛剛被揭示出來，這對預防性疫苗接種和抗腫瘤療法的實施或自身免疫性疾病的管理都可能具有重大意義。Scheiermann團隊如今將更詳細地探索免疫反應的**階段，即病原體或疫苗進入身體的時候。