地球与环境 2022-01-24 17:54

感染是否也会影响后代的免疫接种?内梅亨大学(荷兰)的研究人员与波恩大学、萨尔大学(德国)、洛桑大学(瑞士)和雅典大学(希腊)共同研究了这一问题。之前克服了真菌感染或被真菌化合物刺激过的老鼠父亲,也会将其增强的保护作用传给后代。与此同时,研究小组显示,一种改善的免疫反应遗传给了后代。这项研究已经发表在著名的《自然免疫学》杂志上。

不仅仅是写在DNA序列里的东西被遗传了。科学研究表明,环境的影响也会传递给下一代。举个例子:1944/45年饥饿冬季在子宫中生长的儿童在发育过程中为适应食物短缺而出现典型的新陈代谢变化,这与患糖尿病和肥胖的高风险有关。

表观遗传学研究在分子水平上研究这种关系。它检测基因功能的变化。“并不是所有的DNA区域都能同等地读取遗传信息,”波恩大学莱姆斯研究所的Andreas Schlitzer教授解释说。例如,如果甲基阻止了访问,基因就不能被正确读取。这些联系已经被研究了几十年。以前已经在植物和无脊椎动物中发现过感染抗性向下一代的传播。来自奈梅亨(荷兰)内梅亨大学、波恩大学、萨尔大学、瑞士洛桑大学以及雅典国立大学和卡波迪亚兰大学(希腊)现在首次深入研究了先天免疫系统的影响是否也会在哺乳动物中传递给下一代。

真菌感染能训练老鼠的免疫系统

研究人员用鹅口疮真菌(白色念珠菌)感染雄性小鼠。从感染中恢复后,这些动物与完全健康的雌性交配。研究人员将产生的后代与以前未感染念珠菌的成对小鼠的后代进行了比较。为了通过实验研究免疫系统的状态,研究小组用大肠菌感染了下一代雄性小鼠。“先前暴露于念珠菌的雄性小鼠的后代明显比未受感染的雄性小鼠的后代更好地避免了随后的大肠杆菌感染,”内梅氏传染病中心的Mihai G. Netea教授报告说。这种影响在下一代中仍然很明显。

这种将免疫传给后代的工作原理是什么?研究小组检测了典型的免疫细胞,如单核细胞或中性粒细胞。感染念珠菌的雄性小鼠的后代与未感染的对照组之间无显著差异。然而,在之前被感染的老鼠父亲的后代中,MHC II类复合体被上调,这激活了部分免疫系统。此外,在感染念珠菌的雄性小鼠的后代中,也发现了参与炎症的基因活性上调。在以前感染过鹅口疮真菌的父亲的后代中,研究人员发现,与炎症相关的基因在单核祖细胞中比在未感染的父亲的后代中更容易读取。“这表明,如果父亲以前受过白色念珠菌感染,单核细胞前体在表观遗传上发生了重组,”Schlitzer总结说。

在精子中可以检测到基因活动的变化

这些信息是如何传递给下一代的?在与萨尔大学的合作中,研究人员调查了感染念珠菌的老鼠父亲的精子的基因活性。他们分析了甲基群阻碍基因进入的程度。“基因标记的转变在这里很明显,”萨尔大学的Jörn Walter博士教授说。受念珠菌感染的雄性小鼠的后代在炎症过程和单核细胞成熟的重要基因区域显示较少的基因阻塞。关于精子标记的信息是如何到达骨髓的,骨髓是许多免疫细胞的诞生地,还需要进一步的研究。

Netea教授强调:“这些成果是由不同学科和机构的研究人员非常良好和密切的合作所实现的。”与Schlitzer教授一起,这些研究人员也是免疫感知卓越簇(Cluster of Excellence ImmunoSensation2)的成员,也是波恩大学生命与医学科学研究所(LIMES)的一部分。

Netea说:“这项研究首次表明,哺乳动物对传染性疾病的适应能力也会遗传给后代。”经典的进化理论认为,通过遗传密码的改变,人类会缓慢地适应环境,而与此相反,这涉及到基因活动的表观遗传调节的快速变化,而与遗传密码无关。研究人员还不知道在老鼠身上获得的发现是否也可以转移到人类身上。Schlitzer说:“但我们假设情况就是这样。”“老鼠和人类的免疫系统机制和相关细胞非常相似。”