研究結果發表在9月20日的《科學免疫學》(Science Immunology)雜志上，為細胞對熱的反應提供了一種機制理解，并可以解釋慢性炎癥如何導致癌癥的發展。
 

發燒溫度對細胞的影響是一個相對未被充分研究的領域，免疫生物學教授、這項新研究的通訊作者杰夫·拉斯梅爾博士說。他指出，目前大多數與溫度相關的研究都與農業以及極端溫度如何影響作物和牲畜有關。在不造成壓力的情況下改變動物模型的溫度是一項挑戰，而且實驗室中的細胞通常是在恒溫箱中培養的，恒溫箱設置在37攝氏度(華氏98.6度)的體溫下。

“標準體溫實際上并不是大多數炎癥過程的溫度，但很少有人真正費心去看看當你改變溫度時會發生什么，”拉斯梅爾說，他也是范德比爾特免疫生物學中心的主任。

研究生達倫·海茨曼(Darren Heintzman)出于個人原因對發燒的影響感興趣:在他加入拉斯梅爾實驗室之前，他的父親患上了一種自身免疫性疾病，連續幾個月持續發燒。

“我開始思考這樣的設定點溫度升高會帶來什么影響。這很有趣，”海茨曼說。

海茨曼在39攝氏度(約102華氏度)下培養免疫系統T細胞。他發現，熱量增加了輔助性T細胞的代謝、增殖和炎癥效應活性，降低了調節性T細胞的抑制能力。

“如果你考慮對感染的正常反應，這很有意義:你希望效應(輔助)T細胞更好地應對病原體，而你希望抑制(調節)T細胞不抑制免疫反應，”海因茨曼說。

但研究人員也有一個意想不到的發現——輔助性T細胞的一個特定子集，稱為Th1細胞，出現線粒體應激和DNA損傷，其中一些死亡。研究人員說，這一發現令人困惑，因為Th1細胞與經常發燒的環境有關，比如病毒感染。為什么對抗感染所需的細胞會死亡?

研究人員發現，只有一部分Th1細胞死亡，其余的細胞經歷了一種適應，改變了它們的線粒體，變得更能抵抗壓力。

Rathmell說:“有一波壓力，一些細胞死亡，但那些適應并存活下來的細胞更好——它們增殖更多，產生更多的細胞因子(免疫信號分子)。”

海茨曼能夠定義細胞對發熱溫度反應的分子事件。他發現熱量會迅速損害電子傳遞鏈復合體1 (ETC1)，這是一種產生能量的線粒體蛋白質復合體。ETC1損傷觸發信號機制，導致DNA損傷和腫瘤抑制蛋白p53的激活，從而幫助DNA修復或觸發細胞死亡以維持基因組完整性。Th1細胞比其他T細胞亞型對受損的ETC1更敏感。

研究人員發現，在克羅恩病和類風濕性關節炎患者樣本的測序數據庫中，Th1細胞也有類似的變化，這為他們定義的分子信號通路提供了支持。

“我們認為這種反應是細胞感知熱量和對壓力做出反應的基本方式，”Rathmell說。“各個組織的溫度都在變化，而且一直在變化，我們并不真正知道它的作用。如果溫度變化改變了細胞因ETC1而被迫進行代謝的方式，那將會產生很大的影響。這是基本的教科書式的東西。”

研究結果表明，當細胞對線粒體壓力做出反應，不能正確修復DNA損傷或死亡時，熱量可能會導致突變。

Heintzman說:“組織溫度持續升高的慢性炎癥可以解釋一些細胞是如何變成致瘤性的。”他指出，高達25%的癌癥與慢性炎癥有關。

“人們問我，‘發燒是好還是壞?’”拉斯梅爾補充道。“簡短的回答是:一點點發燒是好的，但大量發燒是不好的。我們已經知道了這一點，但現在我們有了一個機制來解釋為什么它是不好的。”


（文章來源：www.ebiotrade.com/newsf/2024-9/20240921033722648.htm）