Учёные «откатили» иммунную систему на 500 миллионов лет назад

rv9O3ItaRgY1

Слева — нормальный тимус мыши, содержащий незначительные вкрапления красных клеток В-лимфоцитов. Справа — тимус мыши после экспрессии гена Foxn4, перестроившийся на усиленную выработку В-лимфоцитов.

Иммунологи из Института иммунобиологии и эпигенетики Макса Планка научились превращать тимус мышей в орган, функционально напоминающий тимус рыб, с помощью одновременной экспрессии двух генов — Foxn4 и Foxn1. По мнению исследователей, их эксперименты могут объяснить формирование иммунной системы в ходе эволюции. С результатами работы можно познакомиться в статье в Cell Reports. Коротко о ней рассказывается на сайте Института.

Тимус или вилочковая железа — один из ведущих органов лимфопоэза, имеющийся исключительно у позвоночных животных. У млекопитающих, в том числе и у человека, тимус отвечает преимущественно за выработку Т-лимфоцитов из предшественников, поступающих из красного костного мозга. Т-лимфоциты производятся в эпителиальных клетках вилочковой железы, причем ключевым для этого процесса является экспрессия гена Foxn1. Также известно, что созревание лимфоцитов может происходить и при экспрессии гена Foxn4. Более того, филогенетические исследования показали, что этот ген является эволюционно более ранним регулятором деятельности тимуса.

Учёные-иммунологи проверили этот тезис экспериментально, попытавшись заменить ген Foxn1 геном Foxn4, однако в результате они добились одновременной экспрессии обоих генов. У тимуса мышей произошла неожиданная структурная и функциональная перестройка. Помимо Т-лимфоцитов он стал активно вырабатывать и В-лимфоциты, что характерно для рыб и показано в экспериментах на данио-рерио (Danio rerio) и кошачьих акулах (Scyliorhinidae).

pceoyN6RDLY1

Этапы эволюции лимфопоэтических возможностей тимуса. Max Planck Institute of Immunobiology & Epigenetics, 2014

Исследователи полагают, что результаты эксперимента проливают свет на вероятную эволюцию иммунной системы у позвоночных. По всей видимости, у общего предка рыб и млекопитающих деятельность вилочковой железы регулировал Foxn4. Foxn1 стал результатом дупликации этого предкового гена у части позвоночных (рыб), активными остались оба гена, а у млекопитающих только один Foxn1.