病毒有助于免疫系统 16.01.2015

免疫系统需要抗体来捕捉外来分子，以及它们的载体、病毒和细菌。 期望病原体本身会帮助免疫细胞产生对抗它们的武器是很奇怪的。 但大自然没有什么是不可能的——由诺贝尔奖获得者布鲁斯·博伊特勒领导的德克萨斯大学西南医学中心的研究人员已经弄清楚内源性逆转录病毒如何帮助 B 细胞合成抗体。

逆转录病毒的基因组以RNA为代表，病毒进入细胞后，首先利用逆转录酶在RNA模板上合成DNA。 这种病毒 DNA 被整合到细胞基因组中，然后在其上合成大量病毒 RNA 分子，这些分子反过来又作为生产病毒蛋白的模板。 这一切都以RNA被包装成病毒颗粒而告终。

但碰巧细胞抑制了病毒RNA的合成，因此已经整合到宿主DNA中的病毒失去了繁殖能力。 它的基因组变成了一种从母细胞传递到子细胞的货物。 如果你分析一下，比如哺乳动物基因组，你会发现很多逆转录病毒序列大多是无活性的——在细胞被禁止在它们上面合成 RNA 之后，它们也会发生多次突变，最终它们变得完全安全和不活跃的基因碎片。

然而，B 细胞似乎能够利用垃圾病毒 DNA。 这种益处与所谓的 TI-2 抗原有关。 抗原是在免疫系统中引起怀疑并迫使其采取适当行动的任何分子。 这可能是外来蛋白质，或细菌细胞或病毒颗粒的脂多糖壳。 但是免疫系统以不同的方式“看到”不同的抗原。 当涉及到一种蛋白质时，针对它的抗体的产生需要特殊的 T 辅助细胞的帮助：它们将一种可疑的蛋白质直接展示给 B 细胞，从而触发针对向它们展示的分子的抗体的合成。

然而，包括 TI-2 在内的 TI 品种的抗原是大的多糖片段，在分子结构中具有重复区域，B 细胞本身可以感知，而无需中介。 众所周知，TI-2 在许多方面与 B 细胞受体相互作用，但接下来会发生什么，免疫球蛋白的合成是如何被触发的，目前还不清楚。

Beutler 及其同事的研究开始于寻找免疫系统未检测到 TI-2 抗原的小鼠的突变。 事实证明，在这些动物中，与细胞质中外来 RNA 和 DNA 反应的信号通路被破坏了。 但是为什么 B 细胞需要 RNA 和 DNA 信号来制造抗体呢？ 在《科学》杂志的一篇文章中，作者写道，TI-2 抗原在细胞基因组中休眠的所有逆转录病毒序列上开启了 RNA 合成。 细胞内出现大量病毒RNA，在其上合成DNA。 病毒核酸的合成与抗体的合成直接相关。 如果在 B 细胞中关闭逆转录酶（在 RNA 模板上生成 DNA），免疫球蛋白的合成就会急剧下降。 但即便如此，仍有一条备用的激活途径：一种线粒体抗病毒蛋白被触发，被 RNA 感知，并为抗体的合成提供信号。 也就是说，即使没有逆转录病毒 DNA，细胞也可以对抗原信号作出反应。

这些实验是在小鼠的免疫系统上进行的，如果结果在人类身上得到证实，这将对医学产生重大影响。 毕竟，例如，抗 HIV 治疗涉及抑制免疫缺陷病毒的逆转录酶——但随后 B 细胞的逆转录酶也被关闭，正如我们所见，这对于对感染的反应非常重要。 帮助合成抗体可能不是潜伏在 DNA 中的内源性逆转录病毒的唯一功能，进一步的研究可能会揭示我们的细胞和动物细胞已经学会利用以前的寄生虫发挥其优势的其他方式。