對於癌症患者而言,無論是接受化療,還是骨髓移植、細胞治療,都會麵臨長時間的淋巴細胞減少症狀,這會導致他們出現感染和癌症複發的風險。
胸腺是 T 淋巴細胞發育的主要部位,T 細胞的恢複依賴於胸腺組織再生,但胸腺的修複和再生能力會隨年齡的增長而減少。增強胸腺修複和再生能力對於恢複免疫係統有重大臨床意義,但目前還沒有獲批的治療方法。
鋅(Zinc)是公認的增強人體免疫力的微量元素,之前的研究也表明鋅可以促進接受幹細胞移植的癌症患者的免疫係統的恢複,但鋅究竟是如何發揮這以作用的尚不清楚。
近日,美國弗雷德哈欽森癌症研究中心的 Jarrod Dudakov 等人在 Blood 期刊發表了題為:Activation of the Zinc-sensing receptor GPR39 promotes T cell reconstitution after hematopoietic cell transplant in mice 的研究論文。
該研究發現,鋅對於正常的 T 細胞發育和損傷後修複至關重要,而且還通過促進胸腺再生來促進 T 細胞的產生。該研究進一步揭示了,在造血幹細胞移植後,胸腺細胞中積累的鋅會釋放到細胞外環境中,通過細胞表麵受體 GPR39 刺激內皮細胞產生再生因子 BMP4,從而促進胸腺組織再生。
通過膳食補充鋅,能夠促進造血幹細胞移植後的小鼠的胸腺再生和功能恢複,研究團隊進一步證實,使用小分子激動劑直接靶向 GPR39,可以直接增強胸腺再生和功能恢複,且效果好於補充鋅。
總的來說,該研究增加了我們對鋅在免疫係統中的實際作用的了解,定義了組織再生的新途徑,還提供了一種創新方法來促進造血幹細胞移植後患者的免疫係統重建。
在此之前,Jarrod Dudakov 團隊已經研究了調控免疫係統胸腺的自我修複的分子機製和細胞類型。這些研究有助於提高疫苗的效果,並在化療、細胞治療、輻射暴露等之後加速胸腺再生,促進免疫係統恢複。
之前的研究已經表明,低水平的鋅與 T 細胞減少和胸腺萎縮有關。而且補充鋅可以促進那些接受幹細胞移植的多發性骨髓瘤患者的免疫係統恢複。但尚不清楚鋅是如何發揮這些作用的。
鋅對 T 細胞發育和胸腺再生至關重要
在這項最新研究中,研究團隊發現,在短短三周的無鋅飲食後,小鼠的胸腺會萎縮,且顯著減少了成熟 T 細胞的產生,也就是鋅的缺乏會導致 T 細胞不能發育成熟。他們還發現,在免疫係統破壞的小鼠中,缺乏鋅會減緩 T 細胞數量的恢複,相反,補充鋅會加速其恢複,且恢複速度超過正常速度。在造血幹細胞移植小鼠中,他們觀察到了類似的結果。
基於上述發現,研究團隊得出結論,補充鋅後,胸腺得到了更好地重建,外周血中的 T 細胞也得到了更好地重建。但鋅究竟是如何發揮這些功能的還不明朗。
研究團隊進一步發現,當破壞性事件發生後(例如放療、造血幹細胞移植前的清髓),胸腺細胞會釋放之前積累的鋅,細胞表麵受體 GPR39 會感知細胞外鋅水平的變化,刺激內皮細胞產生再生因子 BMP4,從而促進胸腺組織再生。
研究團隊表示,平時通過飲食攝入的鋅會在胸腺細胞和發育中的 T 細胞中積累並儲存,一旦出現破壞性事件,這些細胞中的鋅被釋放到細胞外,導致細胞外鋅水平升高,從而觸發胸腺再生。
而通過小分子激動劑直接靶向激活 GPR39,能夠立即啟動胸腺組織再生,促進 T 細胞重建,效果好於通過飲食補充鋅。