2011諾貝爾生物醫學獎得主與樹突細胞! Immune pioneers share Nobel prize for medicine

今年的諾貝爾生物醫學獎由三位免疫學家獲得,分別是美國的包特勒 (Bruce Beutler),盧森堡出生的科學家霍夫曼(Jules Hoffmann)與加拿大的史坦曼(Ralph Steinman )。

截圖取自諾貝爾獎正式網站

其中包特勒與霍夫曼因為研究先天免疫系統,發現了先天免疫系統的啟動的基因,合得一半的獎金(七十萬美金)。史坦曼因為研究樹突細胞在免疫系統上的功能而得到另一半獎金。

霍夫曼在1996年發現了在果蠅身上一種稱為Toll的基因 ,這種基因是啟動先天免疫系統(innate immune system)反應的重要基因,沒有這個基因,果蠅無法測知入侵的細菌感染,而無法與其對抗。而包特勒則在1998年在老鼠身上發現了類Toll 的受體 (Toll-like receptor)。在目前超過10種以上的類Toll 的受體在人類的身上被發現。 他們的研究說明了先天免疫系統如何被啟動。

先天免疫系統是一種較早產生的機體防禦機制。它在植物、真菌、昆蟲和比較原始的多細胞生物中佔有主要的地位。脊椎動物的先天免疫系統的主要功能包括:

  1. 產生包括細胞因子等多種化學因子將免疫細胞召集到感染或炎症區域。
  2. 通過激活補體系統來促進清除死亡細胞或抗體-抗原複合物。
  3. 利用特化的白細胞來識別和消除在器官、組織、血液和淋巴中出現的外來物質。
  4. 通過抗原呈遞過程激活後天免疫系統。

史坦曼的貢獻是在1973年發現樹突細胞(dendritic cell),並說明了這種系統是如何扮演溝通先天免疫跟後天免疫這兩個免疫系統的角色。樹突細胞是一種存在於哺乳動物的一種白血球。它存在於血液和暴露於環境中的組織中,如皮膚和鼻子、肺、胃和小腸的上皮組織。作用是調節對當前環境刺激的先天和後天免疫反應,能將抗原處理後展示給免疫系統的其他白細胞,故是一種抗原提示細胞。他們被活化時,會移至淋巴組織中與T細胞與B細胞互相作用,以刺激與控制適當的免疫反應。

下面的影片中的運動細胞即為樹突細胞(dendritic cell),正吞食黑色素瘤細胞(標定紅色)。

諾貝爾委員會說,這三位得獎人的研究不但讓大家知道了,人體遭到病菌或微生物入侵以後,免疫系統是怎麼啟動的,同時也讓大家瞭解了疾病的機制。由於他們的研究,人類在預防和治療「感染、癌症和發炎」上才有了長足的進步。

本文原發表於科學影像Scimage


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