怀孕期间，假“感染”可以保护胎儿广达杂志

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无论计划和表演如何精心，这些戏剧可能并不像你希望的那样有说服力。 但今年夏天发表的新研究 细胞宿主与微生物，表明早在出生前，类似的策略 帮助人类发展 和其他哺乳动物上演了更有说服力的表演。

这项研究展示了胎盘——连接后代和母亲的胚胎器官——如何利用分子技巧来假装生病。 通过假装受到病毒攻击，它可以使免疫系统以温和、稳定的速度运行，以保护封闭的胎儿免受绕过母亲免疫防御的病毒的侵害。

这一发现表明，在感染之前，一些细胞可能能够激活微妙的免疫反应，为脆弱的组织提供适度的保护。

细胞先发制人地激活免疫防御的想法“非常违反了免疫​​学家的观点之一”，说 乔纳森·卡根波士顿儿童医院和哈佛医学院的免疫生物学家没有参与这项新研究。

卡根说，由于抗病毒免疫武器可以破坏组织，因此细胞通常只有在存在感染等主动威胁时才会激活它们。 然后，一旦感染清除，这些武器就会尽快关闭。

但根据新的研究，胎盘打破了这些规则。 不知何故，它会在必要时启动防御，然后在不伤害自身或胎儿的情况下保持防御状态。

“它可以保护但不会造成损害，”说 哈纳·托塔里-耆那教坦帕南佛罗里达大学分子药理学副教授，也是这篇新论文的主要作者。 “进化是如此聪明。”

胎盘假装生病

托塔里-耆那教无意中发现了胎盘的花招。 她和她的实验室正在研究在胎盘中表达的巨大基因簇——她说，“一个怪物”。 她惊讶地发现，除了激活引导胎盘发育的基因之外，这个巨型簇还开启了干扰素 lambda（一种免疫信号蛋白）的基因。 为什么它在健康、未感染的细胞中活跃？

Totary-Jain 和她的团队花了数年时间才找到答案：胎盘细胞利用从自身基因组中收获的 RNA 制作了一种类似病毒的病毒，以欺骗它们的免疫传感器。

我们的基因组是进化历史的分子博物馆。 自从地球上出现生命以来，病毒就将其部分遗传物质插入宿主的 DNA 中。 隐藏在编码蛋白质的基因之间的是古代微生物入侵的基因组遗迹。

人类基因组中最常见的病毒元件之一是一段称为 Alu 重复序列的 DNA 片段。 Alus 至少占人类基因组的 13%； Totary-Jain 的巨型集群中有 300 多个副本。 她怀疑这些 Alu 重复序列开启了胎盘中的免疫系统。 但她的同事警告她不要走这条路。

“我得到的建议是：‘不要碰 Alus，不要与 Alus 一起工作，忘记 Alus，’”Totary-Jain 说。 基因组中的大量 Alus 使得很难解开特定组可能的作用。

但涉及阿鲁斯的数据太引人注目，不容忽视。 经过多年的仔细实验，Totary-Jain 的团队表明，在胎盘中，Alu 重复序列的转录物形成了双链 RNA 片段——我们的细胞将其识别为病毒起源的分子轮廓。 细胞感应到假病毒后，会产生干扰素 lambda。

卡根说：“细胞实际上被打扮成一种传染源。” “结果是它让自己相信自己被感染了，然后就这样运作。”

酝酿免疫

免疫反应可能具有破坏性，抗病毒反应尤其如此。 由于病毒在进入细胞内时最为危险，因此大多数针对病毒感染的免疫策略部分是通过破坏和杀死受感染的细胞来发挥作用的。

因此，细胞会喊“病毒！” 风险由他们自己承担。 在大多数组织中，Alu 序​​列被高度抑制，因此它们永远没有机会模仿病毒攻击。 然而，这正是胎盘故意创造的场景。 它如何平衡生长中胚胎的健康与潜在危险的免疫反应？

在小鼠实验中，Totary-Jain 的团队发现胎盘的双链 RNA 和随之而来的免疫反应似乎不会伤害发育中的胚胎。 相反，他们保护胚胎免受寨卡病毒感染。 胎盘细胞能够遵守规则——在不引发自我毁灭性免疫反应的情况下为胚胎提供保护——因为它们调用了干扰素 lambda 进行更温和的防御。

通常，双链 Alu RNA 逃逸物的第一反应者是 I 型和 II 型干扰素，它们会迅速将破坏性免疫细胞募集到感染部位，导致组织损伤甚至自身免疫性疾病。 另一方面，干扰素 lambda 是一种 III 型干扰素。 它仅通过与组织内的细胞通信来发挥局部作用，产生较温和的免疫反应——这种反应可以在胎盘中长期持续。

胎盘细胞如何设法只激活 lambda 干扰素，使免疫反应保持沸腾但不沸腾，仍然是一个谜。 但Totary-Jain对于为什么胎盘细胞进化出这种其他细胞似乎避免的技巧有一个想法：由于胎盘在出生时就被丢弃，也许它可以承担其他组织无法承担的免疫风险。

研究结果揭示了除了母亲的免疫系统之外，胎盘还具有保护胎儿的新策略。 由于母亲的免疫反应在怀孕期间受到抑制，以防止对遗传上不同的胚胎细胞的攻击，胎盘必须为它所支持的成长中的婴儿发展额外的防御能力。

然而，这种伎俩——由假病毒产生的低水平免疫反应——可能不仅限于胎盘。 哥伦比亚大学的研究人员最近描述了神经元中的类似现象。 他们观察到来自不同基因组元件的RNA 绑定在一起 双链以产生免疫反应。 在这种情况下，免疫系统会调用一种更具破坏性的 I 型干扰素，但其产生水平较低。 作者推测，大脑中的慢性低水平炎症可能会控制感染，防止严重炎症和神经元死亡。

那么，这种免疫欺骗可能比任何人想象的都更常见。 通过研究免疫系统如何打破自身规则，科学家可以更好地首先定义规则是什么。

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