UNIGE的科学家正在进行演示阐明寒冷如何通过剥夺免疫系统的能量来减轻多发性硬化症的症状。
自身免疫性疾病小鼠脊髓脱髓鞘左边，在室温下，底部，暴露在寒冷中。髓磷脂是蓝色的。在右侧图像中，白质(组织学切片边缘部分)内的紫色染色显示脱髓鞘病变减少。©UNIGE - Laboratoires Trajkovski & Merkler /Cell metabolism
在进化生物学中，“生命史理论”于20世纪50年代首次提出，它假设当环境有利时，任何生物体所使用的资源都用于生长和繁殖。相反，在敌对的环境中，资源转移到所谓的维护方案，例如能源节约和防御外部攻击。日内瓦大学(UNIGE)的科学家将这一想法发展到一个特定的医学领域:导致自身免疫性疾病的免疫系统的错误激活。通过研究患有多发性硬化症模型的老鼠，研究小组成功地破解了暴露在寒冷中是如何促使机体将资源从免疫系统转向维持体温的。事实上，在寒冷的时候，免疫系统减少了它的有害活动，这大大减弱了自身免疫疾病的进程。这些结果在《细胞代谢》杂志的封面上被强调，为能源资源分配的基本生物学概念铺平了道路。
当免疫系统攻击人体自身器官时，自身免疫性疾病就会发生。例如，1型糖尿病是由产生胰岛素的胰腺细胞被错误破坏而引起的。多发性硬化症是中枢神经系统(包括大脑和脊髓)最常见的自身免疫性疾病。这种疾病的特征是髓鞘的破坏，髓鞘是神经细胞的保护性绝缘，对电信号的正确和快速传输至关重要。因此，它的破坏会导致神经功能障碍，包括瘫痪。
“我们身体对抗敌对环境的防御机制在能量上是昂贵的，当其中一些机制被激活时，会受到权衡的限制。因此，生物体可能不得不根据它们的生存价值，将资源分配优先于不同的防御计划”，该研究的主要作者、UNIGE医学院细胞生理和代谢系和糖尿病中心的教授Mirko Trajkovski解释说。“我们假设，这可能对自身免疫特别有意义，引入额外的能量消耗项目可能导致较温和的免疫反应和疾病结局。换句话说，当免疫系统出现问题时，我们能否转移身体消耗的能量?”
症状明显减轻
为了验证他们的假设，科学家们把患有实验性自身免疫性脑脊髓炎(人类多发性硬化症的一种模型)的老鼠放在一个相对较冷的生活环境中——大约10°C——然后经过一段逐渐降低环境温度的适应期。“几天后，我们观察到疾病的临床严重程度和中枢神经系统的脱髓鞘程度有了明显改善，”多伦·默克尔解释说，他是UNIGE医学院病理与免疫学系和炎症研究中心的教授，也是这项工作的共同通信作者。“这些动物在将体温维持在正常水平上没有任何困难，但是，奇怪的是，运动能力障碍的症状显著减少了，从不能用后爪行走到只是尾巴轻微瘫痪。”
免疫反应是基于所谓的抗原呈递单核细胞的能力来指导T细胞如何识别必须对抗的“非自身”元素。然而，在自身免疫疾病中，“自我”的抗原与“非自我”的抗原相混淆。Mirko Trajkovski解释说:“我们发现，寒冷通过降低抗原呈递能力来调节炎症单核细胞的活动，从而使T细胞(一种在自身免疫中发挥关键作用的细胞)不那么活跃。”通过迫使身体增加新陈代谢来维持体温，寒冷夺走了免疫系统的能量。这导致有害的免疫细胞减少，从而改善疾病的症状。
“虽然将生热性置于免疫反应之上的概念显然是对自身免疫的保护，但值得注意的是，暴露在寒冷中会增加对某些感染的易感性。因此，我们的工作可能不仅与神经炎症相关，而且与其他免疫介导或传染性疾病相关，这值得进一步研究”，Mirko Trajkovski补充道。
自身免疫性疾病呈上升趋势
西方国家的生活条件在过去几十年里得到了显著改善，与此同时，自身免疫疾病的病例也在增加。“虽然这种增加无疑是多因素的，但我们拥有丰富的能源资源这一事实可能在自身免疫性疾病的发展中发挥了重要的作用，但迄今为止人们对这一作用知之甚少。”Doron Merkler总结道。
研究人员现在将继续他们的研究，以更好地理解他们的发现是否可以发展为临床应用。
