缺铁会抑制先天免疫系统的重要功能

缺铁会抑制先天免疫系统的重要功能
成年期急性IRP消融导致红细胞减少和骨髓减少。P1/2-CTR和P1/2-KO窝仔在第1天和第3天接受他莫西芬诱导IRP消融。第10天对小鼠进行分析。(A) P1/2-KO小鼠组织中Irp1 (Aco1)和Irp2 (Ireb2)等位基因的基因组聚合酶链反应(PCR)分析。标记了floxed (flox)和truncated (Δ)等位基因。(B) RBC参数(P1/2-CTR, n = 16;P1/2-KO, n = 18)。血红蛋白,血红蛋白;MCV,平均微粒体积;MCHC,平均红细胞血红蛋白浓度。 (C) Hepatic and splenic iron levels (n = 11). (D) Serum iron parameters (n = 10). (E) RBC decay markers (n = 10). (F) Serum levels of EPO (P1/2-CTR, n = 18; P1/2-KO, n = 17) and hepcidin (P1/2-CTR, n = 18; P1/2-KO, n = 16). (G) Spleen index = √[(100 × spleen weight in milligrams per body weight in grams)] (n = 7), and reticulocyte frequency in peripheral blood (PB) (P1/2-CTR, n = 7; P1/2-KO, n = 9). A.U., arbitrary units. (H) White blood cell (WBC) and platelet counts in PB (P1/2-CTR, n = 16; P1/2-KO, n = 18). (I) Flow cytometry (FCM) analysis of major WBC populations in PB. The gating strategy is shown on contour plots on the left. The histograms display cell counts for 3 × 105 events recorded (n = 8). (B to I) The results are presented as box plots (minimum to maximum values). Unpaired, two-tailed t test between P1/2-CTR and P1/2-KO. *P < 0.05; **P < 0.01; ***P < 0.001. APC, allophycocyanin; PE, phycoerythrin. Credit:科学的进步(2022)。DOI: 10.1126 / sciadv.abq4469

有两种蛋白质可以确保细胞在需要时吸收铁。如果这两种控制蛋白在小鼠体内都被切断,这些动物就会像预期的那样出现严重贫血。与此同时,令人惊讶的是,先天性免疫防御的一种细胞类型,中性粒细胞,也急剧减少,德国癌症研究中心的科学家现在首次证明了这一点。铁缺乏是一种已知的对抗传染性病原体的防御机制,它是一把双刃剑,因为它同时抑制了先天免疫系统一个重要手臂的防御能力。

一个平衡的新陈代谢是我们健康的必要前提。靶向药物或铁过量是世界上最广泛使用的治疗方法之一。铁是血液中不可缺少的成分,这一事实几乎是不可忽视的金属是血液色素血红蛋白的重要组成部分,负责在人体中运输氧气

细胞的铁供应由两种蛋白质IRP-1和IRP-2控制。如果细胞缺乏铁,IRP-1和IRP-2就会产生各种铁转运蛋白,将铁带入细胞。IRP-1和IRP-2也确保同样危险的过量铁不会发生。

IRP-1和IRP-2是生存所必需的:在胚胎发育期间缺乏这两种对照蛋白的小鼠在子宫内就会死亡。但是当IRP-1和IRP-2在成年小鼠体内失效时会发生什么呢?由DKFZ的Bruno Galy领导的团队现在已经在小鼠身上进行了研究,这些小鼠的IRP产生可以通过注射药物来停止。

正如研究人员所料,IRPs被关闭后最显著的变化是红细胞的显著减少。由于缺乏血红蛋白,这些红细胞只达到最小的大小。

然而,研究人员惊讶地发现也大大减少了。更仔细的检查显示,这种下降主要是由于缺乏.这些白细胞占人体白细胞的三分之二,是先天免疫系统的重要组成部分。

这种下降并不是由中性粒细胞的大量死亡引起的,而是在造血系统中的发育阻断:前体细胞不再发育成成熟的中性粒细胞,因为这个分化过程显然是铁依赖的。其他类型的白细胞,如单核细胞,不受irp依赖性发育阻断的影响。

限制铁是一把双刃剑

“中性粒细胞对铁的强烈依赖此前是未知的。它可能会影响对细菌病原体的免疫防御,”布鲁诺·加利说。有趣的是,另一方面,缺乏铁是身体在细菌感染中的防御策略之一:许多病原体都依赖于铁。为了减缓它们的繁殖速度,人体将金属储存在某些细胞中,这些细胞作为储存室,使病原体更难获得这种宝贵的资源。

在同一期杂志上的另一篇文章科学的进步, Galy也参与其中,证明铁缺乏在这种感染通常会导致小鼠中性粒细胞减少,并限制了这些免疫细胞对抗细菌的能力。“缺铁显然会调节先天免疫系统。它抑制了中性粒细胞的成熟,也抑制了它们的防御能力,”Bruno Galy说。“可用铁的限制显然是一把双刃剑:一方面,身体因此阻止了细菌的传播。另一方面,先天免疫系统的一个重要功能受到影响。”

不仅感染,炎症也经常导致铁缺乏,从而导致贫血。因此,伴有慢性炎症的癌症患者经常受到贫血的影响,这可能严重限制他们的生活质量。“接下来,我们想要调查慢性炎症中的缺铁是否也会损害免疫功能,”Galy说。

更多信息:Michael Bonadonna等人,铁调节蛋白(IRP)介导的铁稳态对骨髓中性粒细胞发育和分化至关重要,科学的进步(2022)。DOI: 10.1126 / sciadv.abq4469

Joe N. Frost等,血浆铁控制中性粒细胞的产生和功能,科学的进步(2022)。DOI: 10.1126 / sciadv.abq5384

期刊信息: 科学的进步

引用:缺铁抑制先天免疫系统的重要手臂(2022,10月7日)检索自2022年12月25日//www.pyrotek-europe.com/news/2022-10-iron-deficiency-suppresses-important-arm.html
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