****施松涛Cell子刊:“臭气”的惊人作用

时间:2015年8月13日
来源:生物通

编辑推荐:

来自宾夕法尼亚大学、北京大学、首都师范大学的研究人员现在在一项新研究中揭示出了Tregs调控自身的机制,它们借助了一种意想不到的资源:硫化氢——这一气体是由机体的肌肉细胞所产生,常常与臭鸡蛋气味联系在一起。

广告
   X   

生物通报道  免疫系统不仅能对感染和机体其他潜在的异常情况做出响应,它还包含一套调节性T细胞(Tregs)形式的内置刹车。Tregs确保了炎症反应不会失去控制,造成损害。在自身免疫疾病中,有时这些Treg细胞无法履行它们应尽的职责。

来自宾夕法尼亚大学、北京大学、首都师范大学的研究人员现在在一项新研究中揭示出了Tregs调控自身的机制,它们借助了一种意想不到的资源:硫化氢——这一气体是由机体的肌肉细胞所产生,常常与臭鸡蛋气味联系在一起。

研究结果揭示出了几个新的潜在治疗干预靶点,这对于自身免疫性疾病及癌症和高血压等其他的疾病具有重要意义。相关论文发布在8月11日的《免疫》(Immunity)杂志上。

国际口腔医学界知名科学家、再生医学研究权威、国家教育部****特聘教授、美国南加州大学奥斯特鲁夫牙科学院教授施松涛(Songtao Shi)及北京大学口腔医院的周彦恒(Yanheng Zhou)教授是这篇论文的共同通讯作者。

科学家们通常认为,是信号通路使得配体与受体相结合。但一些气体也能够触动机体的信号级联反应。其中最众所周知的是一氧化氮(NO),它调控了一系列的功能,尤其是血压。另一种气体一氧化碳则被称作为是“气体递质”。

尽管对其知之甚少,研究人员也逐渐认识到硫化氢气体在机体中发挥着一系列重要的作用。H2S水平下降与一些免疫疾病、癌症和高血压有关联(延伸阅读:PNAS:癌症生存,依赖“臭气” )。

施松涛说:“H2S非常有意思。高水平的H2S有毒,但我们的机体能够将它维持在一定水平,我们的细胞会产生这一气体。”

在早先的一项研究中,施松涛和同事们发现间充质干细胞生成并依赖于H2S来正常发挥功能。在这项新研究中,他们注意到H2S水平降低的小鼠有一些与自身免疫疾病相符合的问题。

OncoScan FFPE 试剂盒唤醒您沉睡的FFPE样本,帮您48小时内完成CNV分析

为了能够精确阐明这一气体在免疫调节中所起的作用,研究小组检测了培养的Tregs,发现它们也产生H2S。他们培育出的H2S水平降低的小鼠Tregs数量也异常低,因此形成了累及多个器官的自身免疫疾病。给予小鼠一些可释放H2S的化合物部分程度上缓解了这些影响,小鼠寿命延长。

接下来,研究小组希望能够更深入地阐明H2S影响免疫系统的机制。他们已经观察到H2S缺陷T细胞具有较低水平的Treg标记物Foxp3,但H2S似乎并没有影响生成Foxp3的一条已知信号通路的作用因子。因此,他们推测H2S有可能是在另一条目前未知的信号通路中发挥作用调控了Foxp3的表达。

通过一系列的实验,他们开始揭示出这一信号通路。他们观察发现H2S生成减少的小鼠Foxp3基因上有大量的甲基,这些标签抑制了基因的表达。众所周知,通过两种酶Tet1和Tet2,Foxp3可发生去甲基化,施松涛说Tet1和Tet2 是“现在一个热点研究区域的中心点”。

他们的研究工作揭示,H2S通过硫氢化过程(sulfhydration)添加一个硫原子到转录因子NFYB上,调控了Tet1和Tet2。降低H2S水平可导致T细胞中Tet1和Tet2表达下降,由此损害了Tregs的发育和功能。再一次,研究人员证实他们通过添加H2S可部分逆转这些影响。

施松涛说:“这是第一次有人将硫氢化与Tet1、Tet2和Foxp3联系到一起。而H2S在免疫调控中发挥着极其重要的作用,无疑越来越明显。”

施松涛和他的研究小组正在继续探究H2S在干细胞和T细胞中的作用机制,也在调查它在其他细胞类型中是否也发挥了至关重要的作用。他们还在跟进当前的研究,以找到一些方法在H2S水平下降之时进行干预,来预防自身免疫性问题。

施松涛说:“有很多不同的方法可以解决这一问题。”

(生物通:何嫱)

生物通推荐原文摘要:

Hydrogen Sulfide Promotes Tet1- and Tet2-Mediated Foxp3 Demethylation to Drive Regulatory T Cell Differentiation and Maintain Immune Homeostasis

Regulatory T (Treg) cells are essential for maintenance of immune homeostasis. Here we found that hydrogen sulfide (H2S) was required for Foxp3+ Treg cell differentiation and function and that H2S deficiency led to systemic autoimmune disease. H2S maintained expression of methylcytosine dioxygenases Tet1 and Tet2 by sulfhydrating nuclear transcription factor Y subunit beta (NFYB) to facilitate its binding to Tet1 and Tet2 promoters. Transforming growth factor-β (TGF-β)-activated Smad3 and interleukin-2 (IL-2)-activated Stat5 facilitated Tet1 and Tet2 binding to Foxp3……

作者简介:

施松涛教授

男,1961年11月生于河北省。1983年毕业于北京医科大学(现北京大学)口腔医学院,1986年获该校医学硕士学位,1994年获得美国南加州大学博士学位,1994年至1997年在美国加州大学旧金山分校从事博士后研究。2006年起至今任第四军医大学口腔基础医学博士研究生导师,第四军医大学****讲座教授,美国南加州大学教授,担任美国牙髓病学协会顾问委员,Oral Diseases杂志副主编,PLoS ONE杂志学术编辑。

施松涛教授拥有美国牙医执照并曾在美国国立卫生院附属医院从事临床工作,同时长期从事口腔再生医学及其临床转化方面的研究工作,尤其在干细胞基础与应用领域已取得很多开创性的研究成果。首次从人体颌面和其他组织中分离鉴定牙髓干细胞、脱落乳牙干细胞、牙周膜干细胞、根尖牙乳头干细胞、肌腱干细胞,牙龈间充质干细胞等,并利用这些成体干细胞进行组织的再生修复,研究成果被维基百科列为2003年度干细胞研究领域的里程碑。近年来施松涛教授在临床前期研究方面与国内学者合作成功构建功能性再生牙——生物活性牙根,在大动物体内应用治疗牙齿缺失和牙周炎缺损获得突破。此外, 在临床研究方面也与国内学者合作首次发现间充质干细胞能够治疗系统性红斑狼疮及牙周病,并首先开展了利用自体牙周膜干细胞治疗牙周病的临床实验,推动了应用间充质干细胞在临床治疗疾病的发展。同时,在转化医学研究方面其团队首次发现免疫系统调控间充质干细胞介导的骨再生,揭示通过调节局部免疫能够改善细胞介导的骨形成。施松涛教授与其合作者的研究还首次发现间充质干细胞介导的免疫调节是通过诱导T细胞凋亡实现,并首次建立骨坏死小鼠模型,探索了应用间充质干细胞治疗二磷酸盐导致下颌骨坏死的方法。施松涛教授在Nature Medicine, Cell Stem Cell,Nature Biotechnol,Lancet,J Clin Invest, PNAS, Blood, Cell Research, Cell Death and Differentiation, Stem Cells, JBMR, JDR等杂志发表论文150多篇,申请并获得国际专利10项,为国家杰出青年基金和****获得者。以负责人身份主持NIH研究项目5项和加州再生医学研究院项目1项,并与国内学者共同主持国家自然科学基金国际重大合作项目1项,科技部国际科技合作项目1项,同时参与科技部973项目2项。

周彦恒

男,主任医师,教授,北京大学口腔正畸科主任,博士生导师。1989年毕业于西安医科大学口腔医学系;1993年获得北京医科大学口腔医学博士学位;1997年获得香港大学牙医学院口腔正畸科口腔正畸高级文凭(AdvcDip Orth(HKU));1996年10月通过考试成为中国大陆第一个英国爱丁堡皇家外科学院口腔正畸专科院员(M Orth RCS Edin)。2001~2002年做为访问教授赴美国宾夕法尼亚大学牙医学院正畸科任访问教授。北京大学口腔医学院正畸科主任、美国凯思大学牙医学院兼职教授( Adjunct Professor, Case Western Reserve University School of Dental Medicine )、英国爱丁堡皇家外科学院口腔正畸专科院士 M.Orth R.C.S.(Edin)、北京大学正颌外科中心副主任、中华口腔医学会副秘书长兼科技研究部部长、中华口腔医学会口腔正畸专业委员会副主任委员、国际牙科研究会会员、欧洲正畸协会会员、中华口腔医学会正颌外科学组学术委员、中华口腔医学杂志编委、口腔正畸学杂志编委、中国医师协会整形与美容医师分会委员、中华医学会整形与美容分会委员。 开发和应用自主研发的MAS种植体支抗系统。获得国家及省部级奖项6项,参编著作及编写教材6部,发表中英文学术论文近90篇。获得一项国家实用新型专利。

生物通微信公众号
微信
新浪微博


生物通 版权所有