先天免疫的記憶功能
先天免疫的記憶功能
(Immunological memory in innate immunity)
國立臺灣大學生命科學系范姜文榮編譯/國立臺灣師範大學生命科學系李冠群副教授責任編輯
編譯來源：自然免疫の記憶メカニズムを解明
我們的身體對曾入侵體內病原體再度入侵時，具更快速辨識及排除該病原體的機制，稱為「免疫記憶(immune memory)」，目前已廣泛應用於疫苗等。人類免疫系統具有先天的「自然免疫(natural immunity)或稱為先天免疫(innate immunity)」，以及出生後得到的「獲得免疫(acquired immunity)」。自然免疫是由巨噬細胞(macrophage)等對抗病原體，執行初期防禦的免疫反應；而獲得免疫是由B淋巴球(B-lymphocyte)或T淋巴球(T-lymphocyte)等淋巴球(lymphocyte)辨識曾入侵體內的病原體，並排除之。過去認為僅獲得免疫具有記憶功能，但無自然免疫的植物或昆蟲也具有記憶功能，脊椎動物中疱疹病毒感染提高對細菌的抵抗力等現象，使得自然免疫是否存在記憶功能廣受議論。
日本理化學研究所遺傳學研究人員，2011年為了調查受到壓力時的基因表現變化，藉由小鼠或果蠅，研究壓力反應性轉錄因子(transcription factor)如ATF7等ATF2家族(activating transcription factor 2 family)轉錄因子。因各種壓力對DNA序列產生變異的可能性低，因此從DNA序列未出現變化的遺傳機制進行解析，發現當受到熱刺激或精神壓力等環境因素時，ATF2家族轉錄因子相關的表觀基因體(epigenome)變化會受到誘導，進而使基因表現長時間維持於較高狀態。所謂表觀基因體，就是DNA或組織蛋白(histone)受到化學修飾的基因序列訊息；會受環境因素而產生變化，影響患者出現各種症狀。
該研究團隊最近實驗發現轉錄因子ATF7缺損小鼠的巨噬細胞受到活化，推測巨噬細胞因病原體感染，誘發表觀基因體產生變化。經過一連串的解析，證實在巨噬細胞內，轉錄因子ATF7與一群免疫相關基因結合，並徵召組織蛋白的甲基化酵素G9a，使組織蛋白經甲基化而抑制基因表現。另外，革蘭氏陰性菌的細胞壁外膜成分-脂多醣(lipopolysaccharides; LPS)，經投予小鼠，重現病原菌感染症狀，來自類鐸受體(toll-like receptor)訊息(signal)，能使免疫相關基因釋出磷酸化ATF7，組織蛋白的甲基化程度下降，誘導基因轉錄。經投予脂多醣3週，這些基因的組織蛋白仍維持低度甲基化，基因則維持在高表現狀態。此外也發現對革蘭氏陽性金黃葡萄球菌則持續產生抵抗力(圖一)。
圖片來源 : http://www.riken.jp/pr/press/2015/20150901_2/
因對病原體防禦無專一性的先天免疫相關基因，能維持在高度基因表現，可謂得到免疫記憶功能。較有效力的疫苗，需有佐劑(adjuvant)活化先天免疫，現今佐劑的效果僅數天就失效，該研究發現先天免疫也能長時間記憶，若能慎選佐劑，有希望能開發出更有效疫苗。該研究成果於2015年8月刊載科學期刊「Nature Immunology」。
名詞解釋
- 組織蛋白 : 構成真核生物染色質的一群蛋白質，具將DNA纏繞收納至細胞核內的機能。
- 佐劑 : 與抗原同時投予的物質，目的為提高疫苗效果，常使用於活化自然免疫。
延伸閱讀
- 表觀遺傳學
/highscope/?p=53491 - 不同功能的淋巴球
/highscope/?p=63810
參考文獻
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