细胞因子免疫学到Bio-Plex

2020年3月17日星期二从免疫学到细胞因子到Bio-PlexfromImmunologytoCytokinetoBio-Plex内容提要•感冒时，我们的免疫系统如何工作？•免疫系统的“总参谋部”T辅助细胞(Th)如何指挥体液免疫和细胞免疫与疾病作战？•为什么艾滋病到目前仍是绝症，不能得到有效治疗？•终于知道了细胞因子是什么了？•为什么2003年美国五角大楼对本.拉登宣称要在小布什活动上空撒炭疽粉末而感到非常紧张？•为什么红斑狼疮、牛皮癣、类风湿性关节炎、哮喘、湿疹等疾病现在不能得到有效根治？•为什么肥胖的人更容易得糖尿病？•如果成年人检测出甲胎蛋白超标，医生即可初步诊断该人罹患肝癌，此类诊断标准如何得到？•科学家们在研究上述疾病过程，从疾病发生、发展、致病机理、诊断和治疗，到新药研发、药物作用机理、手术或药物治疗的预后的过程中，他们一般的研究路线是什么？•在这些研究路线中，他们会用到哪些Bio-Rad的产品？为什么在这些产品中，Bio-Plex是必不可少的技术？感冒时，我们的免疫系统如何工作？•H1N1电镜图空气中漂浮的病毒，有人打喷嚏！病毒首先进入上呼吸道——鼻腔、扁桃体、气管、支气管，然后透过粘膜进入血液，寻找目标细胞，吸附侵入并大量复制各种炎性症状同时并发！！！感冒时，我们的免疫系统如何工作？•先遣部队兼情报部门：巨噬细胞，树突状细胞等，也统称抗原递呈细胞(AntigenPresentCcell,APC)•总参谋部：CD4＋T细胞T辅助细胞（THelperCell，Th）－一局：Th1细胞，指挥细胞免疫(作战一部）－二局：Th2细胞，指挥体液免疫(作战二部）－三局：Th17细胞，指挥对抗自身免疫疾病－总参谋部监察局：调节T细胞Treg(regulatoryTCell）•作战一部：细胞免疫，APC和CD8＋T细胞CTL•作战二部：体液免疫，B细胞浆细胞抗体•作战三部：肿瘤免疫NKT细胞•卧底潜伏部队：免疫记忆细胞：记忆Tc细胞、记忆B细胞从情报部门到总参谋部，再从总参谋部到作战部，最终消灭感冒病毒，并潜伏卧底fever感冒时，我们的免疫系统如何工作？巨噬细胞吞噬病毒电镜图抗原递呈巨噬细胞与T细胞结合电镜图巨噬细胞的抗原递呈与T细胞活化Th细胞活化Th细胞活化后释放细胞因子，才开始指挥其他细胞与病原作斗争Th细胞活化过程1感冒时，我们的免疫系统如何工作？•T细胞来自胸腺•B细胞来自脾脏CD4＋T细胞CD8＋T细胞feverIL-1α/β,TNFα/β,IL-6,IFNα/γ,IL-8,和MIP-1α.B细胞免疫系统的“总参谋部”T辅助细胞(Th)如何指挥体液免疫和细胞免疫与疾病作战？Th细胞活化过程2分化浆细胞，分泌抗体，围攻病毒记忆B细胞，潜伏部队2下次如有相同病毒侵袭，该细胞可迅速直接杀死病毒监察部：•抑制Th1和Th2的活化•协助B细胞活化•与Th17的关系还不清楚很复杂，2006年才发现，有些细节仍不清楚指挥Tc细胞指挥B细胞记忆Tc细胞，潜伏部队1下次如有相同病毒侵袭，该细胞可迅速让受感染细胞降解分化为细胞毒性T细胞，作用于受病毒感染的细胞，并使这些细胞自我降解为什么艾滋病到目前仍是绝症，不能得到有效治疗？HIV模式图和电镜图，病毒外壳上有臭名昭著的gp120蛋白，对CD4＋Th细胞的CD4受体有高度结合力被HIV围攻的CD4＋T细胞彩色电镜图CD4＋T细胞上的CD4受体被HIV结合并以此进入T细胞，病毒在细胞内复制并释放，攻击其他T细胞。CD4＋T细胞上的CD4受体被HIV结合后，就不能结合抗原递呈细胞，从而CD4＋T细胞不能得到活化，免疫系统崩溃。由于疫苗本身也是免疫原，也必须通过抗原递呈细胞的信息传递，到达T细胞并活化T细胞后，进而激活体液免疫和细胞免疫并产生记忆Tc细胞和记忆B细胞，以便下次相同病原侵袭时迅速杀死病原，因此HIV疫苗难以开发。细胞因子网络细胞因子特征由各种细胞分泌的介导分子，在细胞之间通讯，以调控细胞生长分化、调节免疫功能和生理活性并参与病理反应的小分子蛋白质。分子量一般小于30KD自分泌、旁分泌和内分泌功能多样，有时多余高效：有些在10-15mol即有活性高度交互，既相互促进，也相互制约细胞因子作用模式自分泌、旁分泌和内分泌的作用模式•如何检测细胞因子？细胞因子检测Elisa，单重BD的流式细胞仪，CBA技术，有限多重Bio-Plex，多重为什么2003年美国五角大楼对本.拉登宣称要在小布什活动上空撒炭疽粉末而感到非常紧张？DirectInhibitionofT-LymphocyteActivationbyAnthraxToxinsInVivoJasonE.Comer,SealyCenterforMolecularScience,UniversityofTexasatGalvestonInfectionandImmunity,December2005炭疽毒素对T淋巴细胞活化的直接抑制背景炭疽杆菌的致病毒素主要有两种：致死毒素LethalToxin和水肿毒素EdemaToxin已知这两种毒素会已知巨噬细胞和树突状细胞（两者都是抗原递呈细胞）这里，作者将这两种毒素分别打到小鼠身上，然后提取出T细胞，观察毒素对T细胞是否有抑制效果炭疽毒素致病机理的Bio-Plex研究•方法:细胞因子检测•从打过毒素小鼠上获得的T细胞用anti-CD3和anti-CD28两种抗体刺激培养•用Bio-Plex测定细胞培养上清的18种细胞因子炭疽毒素致病机理的Bio-Plex研究•实验设计•T细胞的体外模拟活化anti-CD3anti-CD28炭疽毒素致病机理的Bio-Plex研究毒素导致T细胞很多细胞因子的表达受到抑制，甚至很多4天后都不能恢复炭疽毒素致病机理的Bio-Plex研究•方法:磷酸化蛋白检测•用anti-CD3和goata-hamsterIgG培养打过毒素小鼠的T淋巴细胞•用Bio-PlexCellLysis试剂盒裂解细胞.•Bio-Plex测定磷酸化蛋白炭疽毒素致病机理的Bio-Plex研究•在打了致死毒素的小鼠中，磷酸化蛋白ERK1/2,p38,ATF-2,AKT,GSKa/b的磷酸化水平显著下降•在打了水肿毒素的小鼠中，JNK水平有所下降炭疽毒素致病机理的Bio-Plex研究炭疽毒素致病机理的Bio-Plex研究信号即便能有效从抗原递呈细胞传达到T细胞，但该信号在T细胞内被阻断了，从而也导致免疫系统崩溃。为什么红斑狼疮、牛皮癣、类风湿性关节炎、哮喘、湿疹等疾病现在不能得到有效根治？AlexandreSBassoetal.CellResearch,Vol19No4,April2009时间轴:T辅助细胞研究进展类风湿性关节炎RheumatoidArthritis(RA)多发性硬化症MultipleSclerosis(MS)银屑病，Psoriasis狼疮，Lupus肺病，LungDisease克罗恩病，Crohn’sDiseaseI型糖尿病，Diabetes(Type1)Th17细胞因子途径是目前最热门的研究近5年来才发现很多疾病中Th17细胞因子途径的重要性，在GoogleScholar上搜索的链接显示超过17,500引用，其中的85%是过去3年来发表的文章。研究人员研究这些细胞因子以理解机体在多种疾病下的功能状态，特别是自身免疫疾病Th17途径是研究机体对炎症状态反应的新的领域。吸烟，Smoking器官/组织移植排异，Organ/TissueTransplantationRejection细菌感染，BacterialInfection病毒感染，ViralInfection寄生虫感染，ParasiticInfectionHIV状态，HIVStatus心血管疾病，CardiovascularDisease创伤，TraumaticInjury为什么红斑狼疮、牛皮癣、类风湿性关节炎、哮喘、湿疹等疾病现在不能得到有效根治？什么是Th17细胞?•Th17细胞是T辅助细胞（Thelper，Th）的一种亚型，是白细胞的一种，其特异性的免疫反应用于指挥其他免疫细胞的功能。Th17因释放IL-17细胞因子而被识别。Th17细胞产生的步骤AmitAwasthiandVijayK.Kuchroo,InternationalImmunology,Vol.21,No.5,pp.489–498为什么红斑狼疮、牛皮癣、类风湿性关节炎、哮喘、湿疹等疾病现在不能得到有效根治？Bio-PlexPro小鼠Th17检测PanelA,GroupI(6-plex)PanelB,GroupIII(8-plex)SingleplexAssays,GroupIIITGF-βAssaysIL-6IL-17FIL-25(IL-17E)TGF-β1IL-17AIL-23IL-27p28TGF-β2IL-10IL-21ICAM-1TGF-β3IFN-gIL-22TNF-aMIP-3αIL-1bCD40LIL-33IL-31Th17途径为什么红斑狼疮、牛皮癣、类风湿性关节炎、哮喘、湿疹等疾病现在不能得到有效根治？Bio-PlexPro人Th17检测将在2012年2月14日正式上市！Th17功能失控导致的免疫紊乱：角质化细胞、上皮细胞、内皮细胞、成纤维细胞等出现炎症反应！Th17途径研究现状：激活Th17的原因仍有争议：小鼠比较清晰，人的还有很大争议，人的研究落后于小鼠，其中关于TGF-β1的角色存在很大的争议；在Th17细胞分化过程中，转录激活因子RORγt的确切作用是什么？Treg在炎症中的角色，可能不是抑制Th17而是放大，但还需要证据，另：有些条件下Treg会转化为Th17，机理和效应是什么？不同疾病状态下的Th17途径的变化，是否能找到一些Biomarkers，是否能找到一些药物作用的靶点分子？或临床诊断的标志分子？现状是大部分科学家都聚焦在各种自身免疫疾病中。各种疾病状态下Th17的影响机制，细胞内部的信号转导，能否找到药物作用靶点或标志分子？IL-17A和IL-17F的各自作用及其对疾病的影响，特别是对IL-17F的炎症效果了解少得多……测定Th17途径完整细胞因子过敏源及其机理，找到Biomarkers，找到靶点等等为什么红斑狼疮、牛皮癣、类风湿性关节炎、哮喘、湿疹等疾病现在不能得到有效根治？为什么肥胖的人更容易得糖尿病？糖尿病并发症糖尿病继发的肾病导致的身衰竭动脉管疾病（包括冠状动脉疾病）糖尿病继发的视网膜疾病导致的失明糖尿病继发的神经疾病导致的疼痛感丧失微动脉管损伤导致机体虚弱无力、康复功能变差非酒精性肝炎导致的肝损伤（肝内的炎症和脂肪聚集）我国糖尿病发病趋势糖尿病患者已经超过4000万人，占世界糖尿病人群总数的五分之一，患病率居世界第二位每天至少以3000人的速度增加，每年增加超过120万人预测至2012年我国糖尿病人口总数将猛增至8000万至1亿人年轻化趋势严重为什么肥胖的人更容易得糖尿病？肥胖白色脂肪组织Adipsin水平降低水平提高血管与代谢功能紊乱Visfatin增强胰岛素活性Ghrelin由胃分泌释放，提高食物摄入和增加体重C-肽有胰岛素原酶切得到并刺激产生胰岛素自身免疫攻击胰腺导致T1D（I型糖尿病）妊娠糖尿病GIP-1从肠道产生，并刺激胰岛素分泌GLP-1刺激胰岛素分泌并抑制胰高血糖素分泌糖尿病Biomarkers的角色为什么肥胖的人更容易得糖尿病？胰岛素胰高血糖素为什么肥胖的人更容易得糖尿病？胰高血糖素样肽-1抑胃肽脂肪炎症因子为什么肥胖的人更容易得糖尿病？为什么肥胖的人更容易得糖尿病？12种人，9种小鼠、5种大鼠的Bio-PlexPro糖尿病标志分子检测可部分与其他细胞因子混合成为多重检测All-in-One多合一包装