細(xì)胞因子免疫學(xué)到BioPlex

從免疫學(xué)到細(xì)胞因子到Bio-Plexfrom Immunology to Cytokine to Bio-Plex,內(nèi)容提要,感冒時(shí)，我們的免疫系統(tǒng)如何工作？免疫系統(tǒng)的“總參謀部” T輔助細(xì)胞(Th)如何指揮體液免疫和細(xì)胞免疫與疾病作戰(zhàn)？為什么艾滋病到目前仍是絕癥，不能得到有效治療？終于知道了細(xì)胞因子是什么了？為什么2003年美國(guó)五角大樓對(duì)本.拉登宣稱要在小布什活動(dòng)上空撒炭疽粉末而感到非常緊張？為什么紅斑狼瘡、牛皮癬、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、哮喘、濕疹等疾病現(xiàn)在不能得到有效根治？為什么肥胖的人更容易得糖尿病？如果成年人檢測(cè)出甲胎蛋白超標(biāo)，醫(yī)生即可初步診斷該人罹患肝癌，此類診斷標(biāo)準(zhǔn)如何得到？科學(xué)家們?cè)谘芯可鲜黾膊∵^(guò)程，從疾病發(fā)生、發(fā)展、致病機(jī)理、診斷和治療，到新藥研發(fā)、藥物作用機(jī)理、手術(shù)或藥物治療的預(yù)后的過(guò)程中，他們一般的研究路線是什么？在這些研究路線中，他們會(huì)用到哪些Bio-Rad的產(chǎn)品？為什么在這些產(chǎn)品中，Bio-Plex是必不可少的技術(shù)？,感冒時(shí)，我們的免疫系統(tǒng)如何工作？,H1N1電鏡圖,空氣中漂浮的病毒，有人打噴嚏！,病毒首先進(jìn)入上呼吸道鼻腔、扁桃體、氣管、支氣管，然后透過(guò)粘膜進(jìn)入血液，尋找目標(biāo)細(xì)胞，吸附侵入并大量復(fù)制各種炎性癥狀同時(shí)并發(fā)！,感冒時(shí)，我們的免疫系統(tǒng)如何工作？,先遣部隊(duì)兼情報(bào)部門：巨噬細(xì)胞，樹(shù)突狀細(xì)胞等，也統(tǒng)稱抗原遞呈細(xì)胞(Antigen Present Ccell, APC)總參謀部： CD4 T細(xì)胞 T輔助細(xì)胞（T Helper Cell，Th） 一局：Th1細(xì)胞，指揮細(xì)胞免疫(作戰(zhàn)一部） 二局：Th2細(xì)胞，指揮體液免疫(作戰(zhàn)二部） 三局：Th17細(xì)胞，指揮對(duì)抗自身免疫疾病 總參謀部監(jiān)察局：調(diào)節(jié)T細(xì)胞Treg (regulatory T Cell）作戰(zhàn)一部：細(xì)胞免疫，APC和 CD8 T細(xì)胞 CTL作戰(zhàn)二部：體液免疫，B細(xì)胞 漿細(xì)胞 抗體作戰(zhàn)三部：腫瘤免疫NKT細(xì)胞臥底潛伏部隊(duì)：免疫記憶細(xì)胞：記憶Tc細(xì)胞、記憶B細(xì)胞,從情報(bào)部門到總參謀部，再?gòu)目倕⒅\部到作戰(zhàn)部，最終消滅感冒病毒，并潛伏臥底,fever,感冒時(shí)，我們的免疫系統(tǒng)如何工作？,巨噬細(xì)胞吞噬病毒電鏡圖,抗原遞呈巨噬細(xì)胞與T細(xì)胞結(jié)合電鏡圖,巨噬細(xì)胞的抗原遞呈與T細(xì)胞活化,Th細(xì)胞活化Th細(xì)胞活化后釋放細(xì)胞因子，才開(kāi)始指揮其他細(xì)胞與病原作斗爭(zhēng),Th細(xì)胞活化過(guò)程1,感冒時(shí)，我們的免疫系統(tǒng)如何工作？,T細(xì)胞來(lái)自胸腺B細(xì)胞來(lái)自脾臟,CD4 T細(xì)胞,CD8 T細(xì)胞,fever,IL-1/, TNF /, IL-6, IFN /, IL-8, 和 MIP-1.,B 細(xì)胞,免疫系統(tǒng)的“總參謀部” T輔助細(xì)胞(Th)如何指揮體液免疫和細(xì)胞免疫與疾病作戰(zhàn)？,Th細(xì)胞活化過(guò)程2,分化漿細(xì)胞，分泌抗體，圍攻病毒,記憶B細(xì)胞，潛伏部隊(duì)2下次如有相同病毒侵襲，該細(xì)胞可迅速直接殺死病毒,監(jiān)察部：抑制Th1和Th2的活化協(xié)助B細(xì)胞活化與Th17的關(guān)系還不清楚,很復(fù)雜，2006年才發(fā)現(xiàn)，有些細(xì)節(jié)仍不清楚,指揮Tc細(xì)胞,指揮B細(xì)胞,記憶Tc細(xì)胞，潛伏部隊(duì)1下次如有相同病毒侵襲，該細(xì)胞可迅速讓受感染細(xì)胞降解,分化為細(xì)胞毒性T細(xì)胞，作用于受病毒感染的細(xì)胞，并使這些細(xì)胞自我降解,為什么艾滋病到目前仍是絕癥，不能得到有效治療？,HIV模式圖和電鏡圖，病毒外殼上有臭名昭著的gp120蛋白，對(duì)CD4 Th細(xì)胞的CD4受體有高度結(jié)合力,被HIV圍攻的CD4 T細(xì)胞彩色電鏡圖,CD4 T細(xì)胞上的CD4受體被HIV結(jié)合并以此進(jìn)入T細(xì)胞，病毒在細(xì)胞內(nèi)復(fù)制并釋放，攻擊其他T細(xì)胞。CD4 T細(xì)胞上的CD4受體被HIV結(jié)合后，就不能結(jié)合抗原遞呈細(xì)胞，從而CD4 T細(xì)胞不能得到活化，免疫系統(tǒng)崩潰。由于疫苗本身也是免疫原，也必須通過(guò)抗原遞呈細(xì)胞的信息傳遞，到達(dá)T細(xì)胞并活化T細(xì)胞后，進(jìn)而激活體液免疫和細(xì)胞免疫并產(chǎn)生記憶Tc細(xì)胞和記憶B細(xì)胞，以便下次相同病原侵襲時(shí)迅速殺死病原，因此HIV疫苗難以開(kāi)發(fā)。,細(xì)胞因子網(wǎng)絡(luò),細(xì)胞因子特征,由各種細(xì)胞分泌的介導(dǎo)分子，在細(xì)胞之間通訊，以調(diào)控細(xì)胞生長(zhǎng)分化、調(diào)節(jié)免疫功能和生理活性并參與病理反應(yīng)的小分子蛋白質(zhì)。分子量一般小于30KD自分泌、旁分泌和內(nèi)分泌功能多樣，有時(shí)多余高效：有些在10-15mol即有活性高度交互，既相互促進(jìn)，也相互制約,細(xì)胞因子作用模式,自分泌、旁分泌和內(nèi)分泌的作用模式,如何檢測(cè)細(xì)胞因子？,細(xì)胞因子檢測(cè),Elisa，單重BD的流式細(xì)胞儀，CBA技術(shù)，有限多重Bio-Plex，多重,為什么2003年美國(guó)五角大樓對(duì)本.拉登宣稱要在小布什活動(dòng)上空撒炭疽粉末而感到非常緊張？,Direct Inhibition of T-Lymphocyte Activation by Anthrax Toxins In Vivo Jason E. Comer, Sealy Center for Molecular Science,University of Texas at GalvestonInfection and Immunity, December 2005 炭疽毒素對(duì)T淋巴細(xì)胞活化的直接抑制,背景炭疽桿菌的致病毒素主要有兩種：致死毒素Lethal Toxin 和水腫毒素 Edema Toxin已知這兩種毒素會(huì)已知巨噬細(xì)胞和樹(shù)突狀細(xì)胞（兩者都是抗原遞呈細(xì)胞）這里，作者將這兩種毒素分別打到小鼠身上，然后提取出T細(xì)胞，觀察毒素對(duì)T細(xì)胞是否有抑制效果,炭疽毒素致病機(jī)理的Bio-Plex研究,方法: 細(xì)胞因子檢測(cè)從打過(guò)毒素小鼠上獲得的T細(xì)胞用 anti-CD3 和 anti-CD28 兩種抗體刺激培養(yǎng)用Bio-Plex測(cè)定細(xì)胞培養(yǎng)上清的 18 種細(xì)胞因子,炭疽毒素致病機(jī)理的Bio-Plex研究,實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)T細(xì)胞的體外模擬活化,anti-CD3,anti-CD28,炭疽毒素致病機(jī)理的Bio-Plex研究,毒素導(dǎo)致T細(xì)胞很多細(xì)胞因子的表達(dá)受到抑制，甚至很多4天后都不能恢復(fù),炭疽毒素致病機(jī)理的Bio-Plex研究,方法: 磷酸化蛋白檢測(cè)用anti-CD3 和 goat a-hamster IgG培養(yǎng)打過(guò)毒素小鼠的T 淋巴細(xì)胞用 Bio-Plex Cell Lysis 試劑盒裂解細(xì)胞.Bio-Plex測(cè)定磷酸化蛋白,炭疽毒素致病機(jī)理的Bio-Plex研究,在打了致死毒素的小鼠中，磷酸化蛋白ERK 1/2, p38, ATF-2, AKT, GSK a/b 的磷酸化水平顯著下降在打了水腫毒素的小鼠中，JNK水平有所下降,炭疽毒素致病機(jī)理的Bio-Plex研究,炭疽毒素致病機(jī)理的Bio-Plex研究,信號(hào)即便能有效從抗原遞呈細(xì)胞傳達(dá)到T細(xì)胞，但該信號(hào)在T細(xì)胞內(nèi)被阻斷了，從而也導(dǎo)致免疫系統(tǒng)崩潰。,為什么紅斑狼瘡、牛皮癬、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、哮喘、濕疹等疾病現(xiàn)在不能得到有效根治？,Alexandre S Basso et al. Cell Research , Vol 19 No 4 , April 2009,時(shí)間軸: T輔助細(xì)胞研究進(jìn)展,Th17 細(xì)胞因子途徑是目前最熱門的研究近5年來(lái)才發(fā)現(xiàn)很多疾病中Th17 細(xì)胞因子途徑的重要性，在Google Scholar 上搜索的鏈接顯示超過(guò)17,500 引用，其中的85% 是過(guò)去3年來(lái)發(fā)表的文章。研究人員研究這些細(xì)胞因子以理解機(jī)體在多種疾病下的功能狀態(tài)，特別是自身免疫疾病Th17途徑是研究機(jī)體對(duì)炎癥狀態(tài)反應(yīng)的新的領(lǐng)域。,為什么紅斑狼瘡、牛皮癬、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、哮喘、濕疹等疾病現(xiàn)在不能得到有效根治？,什么是Th17 細(xì)胞?Th17 細(xì)胞是T輔助細(xì)胞（T helper，Th）的一種亞型，是白細(xì)胞的一種，其特異性的免疫反應(yīng)用于指揮其他免疫細(xì)胞的功能。Th17因釋放IL-17細(xì)胞因子而被識(shí)別。,Th17 細(xì)胞產(chǎn)生的步驟,Amit Awasthi and Vijay K. Kuchroo,International Immunology, Vol. 21, No. 5, pp. 489498,為什么紅斑狼瘡、牛皮癬、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、哮喘、濕疹等疾病現(xiàn)在不能得到有效根治？,Bio-Plex Pro 小鼠Th17檢測(cè),Th17 途徑,為什么紅斑狼瘡、牛皮癬、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、哮喘、濕疹等疾病現(xiàn)在不能得到有效根治？,Bio-Plex Pro 人Th17檢測(cè)將在2012年2月14日正式上市！,Th17功能失控導(dǎo)致的免疫紊亂：角質(zhì)化細(xì)胞、上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、成纖維細(xì)胞等出現(xiàn)炎癥反應(yīng)！,Th17途徑研究現(xiàn)狀：,激活Th17的原因仍有爭(zhēng)議：小鼠比較清晰，人的還有很大爭(zhēng)議，人的研究落后于小鼠，其中關(guān)于TGF- 1的角色存在很大的爭(zhēng)議；在Th17細(xì)胞分化過(guò)程中，轉(zhuǎn)錄激活因子RORt的確切作用是什么？Treg在炎癥中的角色，可能不是抑制Th17而是放大，但還需要證據(jù)，另：有些條件下Treg會(huì)轉(zhuǎn)化為Th17，機(jī)理和效應(yīng)是什么？不同疾病狀態(tài)下的Th17途徑的變化，是否能找到一些Biomarkers，是否能找到一些藥物作用的靶點(diǎn)分子？或臨床診斷的標(biāo)志分子？現(xiàn)狀是大部分科學(xué)家都聚焦在各種自身免疫疾病中。各種疾病狀態(tài)下Th17的影響機(jī)制，細(xì)胞內(nèi)部的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，能否找到藥物作用靶點(diǎn)或標(biāo)志分子？IL-17A和IL-17F的各自作用及其對(duì)疾病的影響，特別是對(duì)IL-17F的炎癥效果了解少得多 ,測(cè)定Th17途徑完整細(xì)胞因子,過(guò)敏源及其機(jī)理，找到Biomarkers，找到靶點(diǎn)等等,為什么紅斑狼瘡、牛皮癬、類風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、哮喘、濕疹等疾病現(xiàn)在不能得到有效根治？,為什么肥胖的人更容易得糖尿??？,糖尿病并發(fā)癥糖尿病繼發(fā)的腎病導(dǎo)致的身衰竭動(dòng)脈管疾?。òü跔顒?dòng)脈疾?。┨悄虿±^發(fā)的視網(wǎng)膜疾病導(dǎo)致的失明糖尿病繼發(fā)的神經(jīng)疾病導(dǎo)致的疼痛感喪失微動(dòng)脈管損傷導(dǎo)致機(jī)體虛弱無(wú)力、康復(fù)功能變差非酒精性肝炎導(dǎo)致的肝損傷（肝內(nèi)的炎癥和脂肪聚集）,我國(guó)糖尿病發(fā)病趨勢(shì)糖尿病患者已經(jīng)超過(guò)4000萬(wàn)人，占世界糖尿病人群總數(shù)的五分之一，患病率居世界第二位每天至少以3000人的速度增加，每年增加超過(guò)120萬(wàn)人預(yù)測(cè)至2012年我國(guó)糖尿病人口總數(shù)將猛增