Исследователи Юго-Западного медицинского центра UT сообщают, что нарушение цикла свет-темнота у мышей увеличивает их восприимчивость к воспалительным заболеваниям, указывая на то, что производство ключевых иммунных клеток контролируется циркадными часами организма.
Исследование, опубликованное в ноябре. 8-е издание журнала Science определяет ранее скрытый путь, с помощью которого циркадные часы организма контролируют количество ключевых воспалительных клеток, называемых продуцирующими интерлейкин-17 CD4 + Т-хелперами (TH17). «Эта работа может привести к новым способам активизировать иммунный ответ организма на инфекцию или ослабить этот ответ в случае аутоиммунных заболеваний, при которых организм атакует собственные ткани», – сказал старший автор исследования д-р. Лора Хупер, профессор иммунологии и микробиологии и исследователь Медицинского института Говарда Хьюза (HHMI).
Соавторы включают кафедру неврологии и исследователь HHMI д-р. Джозеф Такахаши, чье открытие генов часов мыши и человека привело к описанию консервативного механизма циркадных часов у животных. Ведущий автор – Сяофэй Ю, студентка иммунологии Юго-Западной Высшей школы биомедицинских наук Юго-Западного штата Юта.
"Практически все формы жизни на Земле претерпевают физиологические и поведенческие изменения в течение 24-часового суточного или циркадного цикла в соответствии с изменениями естественного освещения. Люди не исключение. Многие из наших физиологических процессов, таких как прием пищи и сон, резко различаются днем и ночью. Такие процессы контролируются группой белков, которые вместе называются «циркадными часами», которые функционируют вместе в отдельных клетках, улавливая световые сигналы от зрительной и нервной систем и используя эти сигналы для регулирования экспрессии генов," объяснил доктор. Хупер, который ведет приемы в Центре генетики защиты организма и в Центре иммунобиологии рака.
Хотя известно, что циркадные часы регулируют метаболизм и циклы сна и бодрствования, мало что было известно о том, регулируют ли циркадные часы также иммунную систему, защиту организма от инфекционных вирусов и бактерий, сказала она.
Используя модель мыши, исследователи идентифицировали ген под названием Nfil3, который направляет развитие клеток TH17, которые патрулируют поверхности слизистых оболочек, такие как слизистая оболочка кишечника, и защищают от бактериальных и грибковых инфекций.
"Однако, если их количество не контролируется должным образом, клетки TH17 могут производить слишком много дружественного огня и приводить к воспалительным заболеваниям, таким как воспалительное заболевание кишечника (ВЗК), от которого ежегодно страдают около 600000 американцев," Доктор. Хупер сказал.
"Мы обнаружили, что Nfil3 регулирует развитие TH17, контролируя клеточную поставку белка в Т-клетках, называемого Rorγt, который направляет клетки к развитию в клетки TH17. У мышей количество Rorγt в Т-клетках изменяется в течение цикла день-ночь и в полдень выше, чем в полночь. Это колебание вызывает развитие большего количества клеток TH17 в полдень, когда мыши спят," она сказала.
Мыши ведут ночной образ жизни, то есть время их сна и бодрствования противоположно таковому у людей.
"Когда мы нарушили нормальные циклы дневного и ночного освещения у мышей, по сути, вызвав у них смену часовых поясов, мы обнаружили, что слишком много клеток TH17 развивалось и накапливалось в кишечнике. В результате эти мыши были более склонны к развитию заболевания, подобного ВЗК, из-за дружественного огня из-за переизбытка этих воспалительных клеток TH17," она сказала, добавив, что для изменения концентрации TH17 потребовалось более одного дня.
Доктор. Хупер подчеркнул, что еще слишком рано говорить о том, происходит ли то же самое с людьми, но эту возможность стоит изучить.
Исследователи отмечают, что современная жизнь часто связана с хроническими нарушениями циркадного ритма, такими как работа в ночную смену или смену часовых поясов, что другие исследования связывают с воспалительными заболеваниями человека.
"Наши результаты предполагают, что патологические последствия нарушения циркадного ритма могут быть частично связаны с прямым взаимодействием между циркадными часами и путями, которые регулируют развитие провоспалительных иммунных клеток," исследователи заключают.