從免疫學到細胞因子到Bio-Plexfrom Immunology to Cytokine to Bio-Plex,內(nèi)容提要,感冒時，我們的免疫系統(tǒng)如何工作？免疫系統(tǒng)的“總參謀部” T輔助細胞(Th)如何指揮體液免疫和細胞免疫與疾病作戰(zhàn)？為什么艾滋病到目前仍是絕癥，不能得到有效治療？終于知道了細胞因子是什么了？為什么2003年美國五角大樓對本.拉登宣稱要在小布什活動上空撒炭疽粉末而感到非常緊張？為什么紅斑狼瘡、牛皮癬、類風濕性關(guān)節(jié)炎、哮喘、濕疹等疾病現(xiàn)在不能得到有效根治？為什么肥胖的人更容易得糖尿?。咳绻赡耆藱z測出甲胎蛋白超標，醫(yī)生即可初步診斷該人罹患肝癌，此類診斷標準如何得到？科學家們在研究上述疾病過程，從疾病發(fā)生、發(fā)展、致病機理、診斷和治療，到新藥研發(fā)、藥物作用機理、手術(shù)或藥物治療的預后的過程中，他們一般的研究路線是什么？在這些研究路線中，他們會用到哪些Bio-Rad的產(chǎn)品？為什么在這些產(chǎn)品中，Bio-Plex是必不可少的技術(shù)？,感冒時，我們的免疫系統(tǒng)如何工作？,H1N1電鏡圖,空氣中漂浮的病毒，有人打噴嚏！,病毒首先進入上呼吸道鼻腔、扁桃體、氣管、支氣管，然后透過粘膜進入血液，尋找目標細胞，吸附侵入并大量復制各種炎性癥狀同時并發(fā)！,感冒時，我們的免疫系統(tǒng)如何工作？,先遣部隊兼情報部門：巨噬細胞，樹突狀細胞等，也統(tǒng)稱抗原遞呈細胞(Antigen Present Ccell, APC)總參謀部： CD4 T細胞 T輔助細胞（T Helper Cell，Th） 一局：Th1細胞，指揮細胞免疫(作戰(zhàn)一部） 二局：Th2細胞，指揮體液免疫(作戰(zhàn)二部） 三局：Th17細胞，指揮對抗自身免疫疾病 總參謀部監(jiān)察局：調(diào)節(jié)T細胞Treg (regulatory T Cell）作戰(zhàn)一部：細胞免疫，APC和 CD8 T細胞 CTL作戰(zhàn)二部：體液免疫，B細胞 漿細胞 抗體作戰(zhàn)三部：腫瘤免疫NKT細胞臥底潛伏部隊：免疫記憶細胞：記憶Tc細胞、記憶B細胞,從情報部門到總參謀部，再從總參謀部到作戰(zhàn)部，最終消滅感冒病毒，并潛伏臥底,fever,感冒時，我們的免疫系統(tǒng)如何工作？,巨噬細胞吞噬病毒電鏡圖,抗原遞呈巨噬細胞與T細胞結(jié)合電鏡圖,巨噬細胞的抗原遞呈與T細胞活化,Th細胞活化Th細胞活化后釋放細胞因子，才開始指揮其他細胞與病原作斗爭,Th細胞活化過程1,感冒時，我們的免疫系統(tǒng)如何工作？,T細胞來自胸腺B細胞來自脾臟,CD4 T細胞,CD8 T細胞,fever,IL-1/, TNF /, IL-6, IFN /, IL-8, 和 MIP-1.,B 細胞,免疫系統(tǒng)的“總參謀部” T輔助細胞(Th)如何指揮體液免疫和細胞免疫與疾病作戰(zhàn)？,Th細胞活化過程2,分化漿細胞，分泌抗體，圍攻病毒,記憶B細胞，潛伏部隊2下次如有相同病毒侵襲，該細胞可迅速直接殺死病毒,監(jiān)察部：抑制Th1和Th2的活化協(xié)助B細胞活化與Th17的關(guān)系還不清楚,很復雜，2006年才發(fā)現(xiàn)，有些細節(jié)仍不清楚,指揮Tc細胞,指揮B細胞,記憶Tc細胞，潛伏部隊1下次如有相同病毒侵襲，該細胞可迅速讓受感染細胞降解,分化為細胞毒性T細胞，作用于受病毒感染的細胞，并使這些細胞自我降解,為什么艾滋病到目前仍是絕癥，不能得到有效治療？,HIV模式圖和電鏡圖，病毒外殼上有臭名昭著的gp120蛋白，對CD4 Th細胞的CD4受體有高度結(jié)合力,被HIV圍攻的CD4 T細胞彩色電鏡圖,CD4 T細胞上的CD4受體被HIV結(jié)合并以此進入T細胞，病毒在細胞內(nèi)復制并釋放，攻擊其他T細胞。CD4 T細胞上的CD4受體被HIV結(jié)合后，就不能結(jié)合抗原遞呈細胞，從而CD4 T細胞不能得到活化，免疫系統(tǒng)崩潰。由于疫苗本身也是免疫原，也必須通過抗原遞呈細胞的信息傳遞，到達T細胞并活化T細胞后，進而激活體液免疫和細胞免疫并產(chǎn)生記憶Tc細胞和記憶B細胞，以便下次相同病原侵襲時迅速殺死病原，因此HIV疫苗難以開發(fā)。,細胞因子網(wǎng)絡,細胞因子特征,由各種細胞分泌的介導分子，在細胞之間通訊，以調(diào)控細胞生長分化、調(diào)節(jié)免疫功能和生理活性并參與病理反應的小分子蛋白質(zhì)。分子量一般小于30KD自分泌、旁分泌和內(nèi)分泌功能多樣，有時多余高效：有些在10-15mol即有活性高度交互，既相互促進，也相互制約,細胞因子作用模式,自分泌、旁分泌和內(nèi)分泌的作用模式,如何檢測細胞因子？,細胞因子檢測,Elisa，單重BD的流式細胞儀，CBA技術(shù)，有限多重Bio-Plex，多重,為什么2003年美國五角大樓對本.拉登宣稱要在小布什活動上空撒炭疽粉末而感到非常緊張？,Direct Inhibition of T-Lymphocyte Activation by Anthrax Toxins In Vivo Jason E. Comer, Sealy Center for Molecular Science,University of Texas at GalvestonInfection and Immunity, December 2005 炭疽毒素對T淋巴細胞活化的直接抑制,背景炭疽桿菌的致病毒素主要有兩種：致死毒素Lethal Toxin 和水腫毒素 Edema Toxin已知這兩種毒素會已知巨噬細胞和樹突狀細胞（兩者都是抗原遞呈細胞）這里，作者將這兩種毒素分別打到小鼠身上，然后提取出T細胞，觀察毒素對T細胞是否有抑制效果,炭疽毒素致病機理的Bio-Plex研究,方法: 細胞因子檢測從打過毒素小鼠上獲得的T細胞用 anti-CD3 和 anti-CD28 兩種抗體刺激培養(yǎng)用Bio-Plex測定細胞培養(yǎng)上清的 18 種細胞因子,炭疽毒素致病機理的Bio-Plex研究,實驗設計T細胞的體外模擬活化,anti-CD3,anti-CD28,炭疽毒素致病機理的Bio-Plex研究,毒素導致T細胞很多細胞因子的表達受到抑制，甚至很多4天后都不能恢復,炭疽毒素致病機理的Bio-Plex研究,方法: 磷酸化蛋白檢測用anti-CD3 和 goat a-hamster IgG培養(yǎng)打過毒素小鼠的T 淋巴細胞用 Bio-Plex Cell Lysis 試劑盒裂解細胞.Bio-Plex測定磷酸化蛋白,炭疽毒素致病機理的Bio-Plex研究,在打了致死毒素的小鼠中，磷酸化蛋白ERK 1/2, p38, ATF-2, AKT, GSK a/b 的磷酸化水平顯著下降在打了水腫毒素的小鼠中，JNK水平有所下降,炭疽毒素致病機理的Bio-Plex研究,炭疽毒素致病機理的Bio-Plex研究,信號即便能有效從抗原遞呈細胞傳達到T細胞，但該信號在T細胞內(nèi)被阻斷了，從而也導致免疫系統(tǒng)崩潰。,為什么紅斑狼瘡、牛皮癬、類風濕性關(guān)節(jié)炎、哮喘、濕疹等疾病現(xiàn)在不能得到有效根治？,Alexandre S Basso et al. Cell Research , Vol 19 No 4 , April 2009,時間軸: T輔助細胞研究進展,Th17 細胞因子途徑是目前最熱門的研究近5年來才發(fā)現(xiàn)很多疾病中Th17 細胞因子途徑的重要性，在Google Scholar 上搜索的鏈接顯示超過17,500 引用，其中的85% 是過去3年來發(fā)表的文章。研究人員研究這些細胞因子以理解機體在多種疾病下的功能狀態(tài)，特別是自身免疫疾病Th17途徑是研究機體對炎癥狀態(tài)反應的新的領(lǐng)域。,為什么紅斑狼瘡、牛皮癬、類風濕性關(guān)節(jié)炎、哮喘、濕疹等疾病現(xiàn)在不能得到有效根治？,什么是Th17 細胞?Th17 細胞是T輔助細胞（T helper，Th）的一種亞型，是白細胞的一種，其特異性的免疫反應用于指揮其他免疫細胞的功能。Th17因釋放IL-17細胞因子而被識別。,Th17 細胞產(chǎn)生的步驟,Amit Awasthi and Vijay K. Kuchroo,International Immunology, Vol. 21, No. 5, pp. 489498,為什么紅斑狼瘡、牛皮癬、類風濕性關(guān)節(jié)炎、哮喘、濕疹等疾病現(xiàn)在不能得到有效根治？,Bio-Plex Pro 小鼠Th17檢測,Th17 途徑,為什么紅斑狼瘡、牛皮癬、類風濕性關(guān)節(jié)炎、哮喘、濕疹等疾病現(xiàn)在不能得到有效根治？,Bio-Plex Pro 人Th17檢測將在2012年2月14日正式上市！,Th17功能失控導致的免疫紊亂：角質(zhì)化細胞、上皮細胞、內(nèi)皮細胞、成纖維細胞等出現(xiàn)炎癥反應！,Th17途徑研究現(xiàn)狀：,激活Th17的原因仍有爭議：小鼠比較清晰，人的還有很大爭議，人的研究落后于小鼠，其中關(guān)于TGF- 1的角色存在很大的爭議；在Th17細胞分化過程中，轉(zhuǎn)錄激活因子RORt的確切作用是什么？Treg在炎癥中的角色，可能不是抑制Th17而是放大，但還需要證據(jù)，另：有些條件下Treg會轉(zhuǎn)化為Th17，機理和效應是什么？不同疾病狀態(tài)下的Th17途徑的變化，是否能找到一些Biomarkers，是否能找到一些藥物作用的靶點分子？或臨床診斷的標志分子？現(xiàn)狀是大部分科學家都聚焦在各種自身免疫疾病中。各種疾病狀態(tài)下Th17的影響機制，細胞內(nèi)部的信號轉(zhuǎn)導，能否找到藥物作用靶點或標志分子？IL-17A和IL-17F的各自作用及其對疾病的影響，特別是對IL-17F的炎癥效果了解少得多 ,測定Th17途徑完整細胞因子,過敏源及其機理，找到Biomarkers，找到靶點等等,為什么紅斑狼瘡、牛皮癬、類風濕性關(guān)節(jié)炎、哮喘、濕疹等疾病現(xiàn)在不能得到有效根治？,為什么肥胖的人更容易得糖尿?。?糖尿病并發(fā)癥糖尿病繼發(fā)的腎病導致的身衰竭動脈管疾?。òü跔顒用}疾病）糖尿病繼發(fā)的視網(wǎng)膜疾病導致的失明糖尿病繼發(fā)的神經(jīng)疾病導致的疼痛感喪失微動脈管損傷導致機體虛弱無力、康復功能變差非酒精性肝炎導致的肝損傷（肝內(nèi)的炎癥和脂肪聚集）,我國糖尿病發(fā)病趨勢糖尿病患者已經(jīng)超過4000萬人，占世界糖尿病人群總數(shù)的五分之一，患病率居世界第二位每天至少以3000人的速度增加，每年增加超過120萬人預測至2012年我國糖尿病人口總數(shù)將猛增