DNA甲基化改变是败血症中单核细胞失调和免疫衰竭记忆的基础

发表在《细胞报告》(Cell Reports)上的一项研究的主要作者、弗吉尼亚理工大学校长博士后布雷克·考德威尔(Blake Caldwell)和他的团队证明，DNA结构和组织的变化会在单核细胞中产生一种耗尽的记忆状态，单核细胞是促进体内免疫反应的白细胞。

　　

发现细胞先天免疫记忆中的DNA变化可能有助于对抗人类最致命的敌人之一——败血症。

“败血症是一个非常可怕的负担，不仅在死亡率方面，而且在金钱方面。这是美国最昂贵的医疗条件，大约每年200亿美元，几乎是第二高的两倍，”弗吉尼亚理工大学总统博士后研究员布莱克·考德威尔说。

作为《细胞报告》(Cell Reports)上发表的一项研究的主要作者，考德威尔和他的团队证明，DNA结构和组织的变化会在单核细胞中产生一种耗尽的记忆状态，单核细胞是促进体内免疫反应的白细胞。

“我们发现DNA甲基化在控制先天免疫记忆中起着至关重要的作用，”考德威尔说。DNA甲基化是指一个叫做甲基的小分子被添加到DNA、蛋白质或其他分子中。“这影响了单核细胞记住过去免疫挑战并在未来改变其行为的能力。”

这种精疲力竭的状态导致大多数败血症患者的免疫系统在最初的休克治疗后数月或数年仍处于严重残疾状态。

“这是一项非常重要的工作，为先天免疫记忆的新现象树立了里程碑式的标志，”生物科学教授、考德威尔的导师李立武说。李还是Fralin生命科学研究所新发、人畜共患和人媒病原体中心的附属教员。

研究小组还发现，治疗干预可以防止DNA变化，帮助白细胞保持更好的战斗状态。

“通过添加一种阻止DNA甲基化获得的药物，我们可以改变这些单核细胞的行为。我们实际上可以干预并阻止这些DNA甲基化变化的发生，”考德威尔说。“我们可以恢复正常的单核细胞活动，我认为这是这项研究的不同之处。”

考德威尔将这一突破部分归功于他之前的研究和之前的研究经验。

考德威尔于2021年毕业于宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)，研究表观遗传学，即在不改变DNA序列的情况下发生的稳定细胞功能变化，重点是DNA甲基化。当他目前的研究小组开始研究白细胞在败血症期间免疫失调中的作用时，他的经历使他开始研究表观遗传学的作用。

考德威尔说:“我只是碰巧是合适的人，有合适的工具来回答这个问题。”“通常不是这样的。我很幸运。”

考德威尔的研究小组发现，在败血症和其他严重免疫疾病中，DNA甲基化在白细胞的长期不良行为中起着重要作用。通过阻止这种变化的发生，研究人员可以纠正细胞的行为，这不仅仅是脓毒症的影响。

考德威尔说:“我们可以用败血症作为先天免疫系统的模型来涵盖的事情通常适用于更广泛的领域，因为它与COVID-19、冠状动脉疾病和其他严重免疫事件激活的途径相同。”“这是一个原始但高度保守的生物系统。”