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肥胖、寄生虫与免疫系统之间的惊人联系

加州大学河滨分校的研究人员在NIH重大资助的支持下,正在开创一项关于肥胖和寄生虫感染中独特免疫反应的研究,重点关注男性和女性之间的差异。

通过探索特定免疫细胞与RELMalpha等蛋白质之间的相互作用,他们旨在揭示治疗这些普遍健康问题的新途径。

探索肥胖与蠕虫感染

加州大学河滨分校的科学家从美国国立卫生研究院获得了370万美元的资助,以探索性别特异性免疫反应如何影响肥胖和寄生虫蠕虫感染——这两个主要的全球健康挑战。

根据美国疾病控制与预防中心的数据,肥胖影响了超过五分之二的美国成年人。这种普遍且代价高昂的疾病与严重的健康问题相关,如2型糖尿病和炎症性疾病,并在削弱免疫系统方面起着关键作用。

寄生虫蠕虫感染发生在蠕虫进入人体时。这些感染可能导致各种健康问题,包括贫血、肺炎、营养不良、腹痛和腹泻。

研究性别特异性免疫反应

由加州大学河滨分校医学院生物医学科学教授Meera G. Nair领导的研究人员将使用小鼠模型,重点研究巨噬细胞-嗜酸性粒细胞相互作用在这些疾病进展中的作用。一个特别的焦点将是RELMalpha蛋白,它以性别依赖的方式由巨噬细胞释放。

巨噬细胞和嗜酸性粒细胞是抗病白细胞的一种。RELM(抵抗素样分子)是在感染性和炎症性疾病中高表达的蛋白质。小鼠中的一种蛋白质RELMalpha调节巨噬细胞和嗜酸性粒细胞的功能,并与人类中的抵抗素共享表达模式。

免疫系统在疾病对抗中的作用

“巨噬细胞-嗜酸性粒细胞相互作用对于免疫系统对抗肥胖和蠕虫感染的能力至关重要,”这项为期五年资助的首席研究员Nair说。“我们提出,由蠕虫感染驱动的巨噬细胞和嗜酸性粒细胞可能有助于在男性和女性中以不同方式预防肥胖。”

Nair将与共同研究员Adam Godzik和Djurdjica Coss一起进行研究,他们都是加州大学河滨分校医学院的生物医学科学教授。这个多学科项目涉及内分泌学(激素和性别差异)以及计算生物学和免疫学。

靶向疾病机制和差异

研究团队已经开始探索男性和女性之间免疫反应的差异如何影响饮食诱导的肥胖和寄生虫蠕虫感染的结果,这两种疾病共同影响着全球超过20亿人。

“我们想了解导致我们在肥胖和寄生虫感染中看到的差异的潜在免疫机制,”Nair说。“通过了解性别特异性免疫反应如何影响疾病结果,我们希望开发新的、更有效的治疗代谢紊乱和蠕虫感染的方法。”

研究团队发现,寄生虫蠕虫感染会激活嗜酸性粒细胞和保护性免疫反应,这表明理解所涉及的保护性通路可能能够缓解疾病。

“我们想完全理解是什么调节和激活这些嗜酸性粒细胞,特别是在脂肪组织中,”Nair说。“我们的初步工作表明,RELMalpha是一个非常好的候选物质。我们的小鼠模型显示,它的反应取决于小鼠是雄性还是雌性。我们正在研究潜在的性别差异,以及男性和女性的内分泌控制如何不同。最终,我们想找到对抗代谢功能障碍的最佳保护通路。”

性别特异性研究的重点目标

该研究有三个主要目标:

  • 确定RELMalpha如何在脂肪组织微环境中影响巨噬细胞分化和嗜酸性粒细胞反应,重点关注性别特异性机制。

  • 检查巨噬细胞和嗜酸性粒细胞在男性和女性中的功能差异及其在防御肥胖和蠕虫感染中的潜在作用。

  • 将实验室衍生的单细胞测序数据与公开可用的数据集相结合,以识别特定的嗜酸性粒细胞亚群和参与2型免疫的细胞通路。

推进研究的计算工具

负责计算建模的Godzik正在开发一个网站,用于共享与研究相关的数据集和软件,这些将对公众开放。

“我们不仅在开发计算工具方面有丰富的经验,而且在为科学界提供这些工具方面也有丰富的经验,”他说。“我们为这个项目开发的新工具将针对嗜酸性粒细胞的独特群体。人们可以下载并使用它们。人们也可以上传自己的数据供我们的软件分析。”

迈向新的治疗方法

根据Nair的说法,理解免疫系统在肥胖和代谢疾病中的作用比以往任何时候都更加紧迫。她说,免疫系统在肥胖和代谢疾病中的复杂性,特别是与性别特异性和激素差异相关的部分,是一个尚未充分探索的领域。

“使我们的研究与众不同的是它对性别特异性免疫机制的关注,”她补充说。“有一个传染病免疫学家、一个内分泌学家和一个具有医学背景的计算建模师能够解决这个主题,这是罕见的。我们希望利用我们独特的合作,获得导致管理肥胖和相关疾病的新治疗方法的见解,特别是对于受这些疾病影响不成比例的男性。”

(责任编辑:泉水)