Immunology: Fifty years of B lymphocytes【免疫学:B淋巴细胞发现50周年】
2015-03-08 18:03:40 来源: 作者: 评论:0 点击:
Alexander D. Gitlin 和 Michel C. Nussenzweig 两位作者思考了两种适应性免疫细胞的发现,以及它是怎么影响疫苗接种、癌症治疗和一类抗体为基础的药物的开发的。
免疫学:B淋巴细胞发现50周年
发表于英国《自然》杂志
当马克斯.戴尔.库柏 1963年加入明尼苏达州明尼阿波里斯大学罗伯特.盖德试验室, 当时免疫学有两大阵营,没有一个更能得到人们的青睐。
当时,免疫学中心问题是在于动物如何建立对细胞和病毒对防御,后两者的化学结构多的不计其数。加入盖德两年内,库柏发现毕其功于一役的是淋巴细胞,而此前淋巴细胞已被证明是解开这一奥秘的必不可少物质,最终将此领域的两个阵营统一起来。
五十年前的今天,盖德.库柏和他们的同事雷蒙德.佩特尔索恩在该学术杂志一篇论文,指出存在两种类型淋巴细胞。这种真知灼见为现在免疫学指明道路,影响免疫缺陷条件及免疫系统癌症的研究和防范,开发单细胞抗体(免疫学强大研究工具和疗法)。
克隆战
十九世纪六十年代,一个阵营,主要从化学角度着手研究免疫,那时已经取得相当大成就。这个阵营发现了抗体分子是其两两结合部位有一辨认外来分子特殊地带的蛋白质(抗原),既使是人工合成蛋白质也一样。抗体分子是由两条重链和两条轻链组成。一端(N端)由大小不等的氨基酸组成,另一端(C端)是由大小相同的氨基酸组成。
另一个阵营,主要从分子和整个组织角度着手研究免疫,提出克隆选择理论,该理论假设淋巴细胞是多种多样的,每个淋巴细胞是独一无二的克隆体。这种理论正在变得日益被广泛接收。澳大利亚墨尔本怀特.伊莉莎.霍尔医学研究所的弗兰克.麦克法兰.伯内特, 和伊利诺州芝加哥大学的戴维.塔拉戈纳将这种理论进一步发展. 提出每个细胞都载带一个独一无二的表面接收器, 一旦被抗体触发,引发克隆的扩散。这给免疫学一个概念上框架,证明其存在性和其运行机制仍然有效。
1961年, 也是怀特.伊莉莎.霍尔医学研究所的雅克.米勒,阐明摘下胸腺后的老鼠对来自其他品种老鼠的皮肤的移植不再进行排斥,就象通常摘下胸腺后的动物一样不再进行排斥。这使人想到胸腺是一类起诸如排斥之类的调解作用的关键细胞,但是他的实验没有被普遍接受。当时,抗体被认为仅从淋巴细胞里面抽取(通过血浆)。但免疫学家不知道淋巴细胞是怎样和如何产生抗体,那些细胞涉及到排斥反应。
正是这种背景下,库柏作为一名儿科医师和临床方面的免疫学家,做一系列临床观察,发现存在两种淋巴细胞谱系的蛛丝马迹。得维斯科特-奥尔德里奇综合征(一种与X染色体有关的疾病)的患者,容易让疱疹病毒恣虐横行,该病毒又与免疫缺陷有关的。而且这些患者抗体水平往往很高。相反,与X染色体相关的丙种球蛋白缺乏症的男孩即使缺乏抗体反应,也能控制这样关键缺陷。这暗示产生抗体的淋巴细胞和从胸腺提取出来排斥移植的淋巴细胞 (正如米勒的老鼠试验)可能是两种不同的东西。
关键试验
库柏是少数发现这个悖论蛛丝马迹的免疫学家之一。这一发生呈见于1956年家禽学学报. 报告阐述一个有关法布利氏囊的“偶然”发现。囊为禽鸟类特有的器官,当时被认为在其生长和发育起一种激素作用。作者布鲁斯.格里格和他的同事, 提到他们对于鸡嗉子对生产抗体的重要性表示“怀疑”。格里克和他的同事们为了研究鸡嗉子的生理作用,把小鸡的鸡嗉子摘除以后做不相关实验。让实验者大出意外的是,小鸡显示出相当弱的排斥反应。
盖德和库柏决定重新考察鸡嗉子和鸡胸腺生理作用。到此时,摘除鸡嗉子和鸡胸腺却产生与此前相佐的结果。库柏推断出这些差异的产生是因为一些鸡嗉子和鸡胸腺摘除以后可能产生免疫细胞。他的办法是将刚孵化出来的小鸡摘除鸡嗉子和鸡胸腺后辐射一天, 可消除孵化前鸡胸腺或者鸡嗉子产生的任何细胞,这些小鸡就这样揭开鸡胸或者鸡嗉子在免疫发育过程所起的作用。
发表在1965年1月《自然》杂志的结果引人注目, 注射过牛血清蛋白(一种从牛身上提取的蛋白质)或者注射过布氏杆菌的小鸡没有鸡嗉子,辐射这些没有鸡嗉子的小鸡就不会产生任何抗体。鸟禽类血清经常缺乏主要抗体类物质。依赖于胸腺分泌,脾的白髓区域尚是完整的。这种突出表现型高度存在于与X染色体相关的丙种球蛋白缺乏症的病人身上。
第二年,库柏和他的同事们继续他们创新性研究,在《实验性药物》发表论文。他们用辐射过的小鸡(既没有胸腺也没有鸡嗉子)做实验弄清两种器官产生免疫细胞的不同功能。他们发现抗体反应必需用到取自鸡嗉子的B细胞,而取自胸腺的T细胞具有免疫细胞全部功能, 调解迟发型超敏反应、移植物抗宿主反应和皮肤移植排斥反应。
对免疫缺陷病的两种淋巴细胞模型有说服力的例子层出不穷,因为与X染色体有关的丙种球蛋白缺乏症患者无法生产抗体不能进行细胞免疫。他们的疾病可能只是由于产生不出B细胞。相应的是, Swiss-type(斯威斯型——音译)丙种球蛋白缺乏症患者,基于细胞免疫和基于抗体免疫两种免疫严重混合, 很可能是缺乏T细胞谱系和B细胞谱系所共有的一种前体细胞引起。毫不奇怪的是,临床医生要比免疫学家更多依赖于库柏的发现。
接下来是,摆在库柏最重要问题是在动物身上找到与鸡嗉子相对应的器官。找不到这种器官,其发现在动物身上的相关性和普适性还要争论将近十年。科学家们经常问库柏, “马克斯,今年能找到鸡嗉子对应的器官?”
在动物身上找到与鸡嗉子相对应器官被证明是困难. 起初, 库柏和他的同事猜测肠组织是B细胞,他们费出巨大努力才解开这道难题。
这个答案终于在1974年找到。此时,库柏和英国伦敦大学学院的马提尼.腊夫、约翰.欧文一起,从怀孕14天母鼠取出新生小老鼠肝脏细胞进行培养,经过四到七天培养, B细胞培养出来了。同时, 墨尔本怀特.伊莉莎.霍尔医学研究所古斯塔夫.诺萨尔和瑞士日内瓦大学皮埃尔.瓦萨里率领小组用老鼠的脊椎组织取得类似的发现。换句话说,动物的造血组织和小鸡的鸡嗉子有相同功能。
到七十年代末期,这种对不同淋巴谱系的认识开始改变白血病和淋巴癌治疗方法。这些肿瘤的源细胞现在能用来给癌症分类并为其定制治疗方法。这样, 急性淋巴母细胞白血病可能是来自于B细胞或者可能来自于T细胞也可能两者都不是;非霍奇金淋巴瘤和伯基特氏淋巴癌是来自于 B细胞。这些癌症各种治疗的有效性经常与其分类正好吻合。
药物和疫苗
B细胞在生物学上最大影响之一是发明杂交瘤技术—抗体无限繁殖细胞株。在1975年, 英国剑桥大学国立医学研究所分子生物实验室乔治.科勒和塞萨尔.米尔斯坦,据报道他们把B细胞与一个骨髓瘤细胞株混合。所得到的杂交细胞不断产生自己特殊的抗体。正是单克隆抗体技术, 乔治.科勒、塞萨尔.米尔斯坦、尼尔斯瓜分了1984诺贝尔生理医学奖。
这一成就所产生的效果是难于超越。接下来几年, 分子抗体渗入到试验生理学方方面面。这些分子药效强大,特殊试剂能用来鉴别、分离和拢动几乎任何分子或者细胞。从临床上来说,分子
免疫学:B淋巴细胞发现50周年
发表于英国《自然》杂志
当马克斯.戴尔.库柏 1963年加入明尼苏达州明尼阿波里斯大学罗伯特.盖德试验室, 当时免疫学有两大阵营,没有一个更能得到人们的青睐。
当时,免疫学中心问题是在于动物如何建立对细胞和病毒对防御,后两者的化学结构多的不计其数。加入盖德两年内,库柏发现毕其功于一役的是淋巴细胞,而此前淋巴细胞已被证明是解开这一奥秘的必不可少物质,最终将此领域的两个阵营统一起来。
五十年前的今天,盖德.库柏和他们的同事雷蒙德.佩特尔索恩在该学术杂志一篇论文,指出存在两种类型淋巴细胞。这种真知灼见为现在免疫学指明道路,影响免疫缺陷条件及免疫系统癌症的研究和防范,开发单细胞抗体(免疫学强大研究工具和疗法)。
克隆战
十九世纪六十年代,一个阵营,主要从化学角度着手研究免疫,那时已经取得相当大成就。这个阵营发现了抗体分子是其两两结合部位有一辨认外来分子特殊地带的蛋白质(抗原),既使是人工合成蛋白质也一样。抗体分子是由两条重链和两条轻链组成。一端(N端)由大小不等的氨基酸组成,另一端(C端)是由大小相同的氨基酸组成。
另一个阵营,主要从分子和整个组织角度着手研究免疫,提出克隆选择理论,该理论假设淋巴细胞是多种多样的,每个淋巴细胞是独一无二的克隆体。这种理论正在变得日益被广泛接收。澳大利亚墨尔本怀特.伊莉莎.霍尔医学研究所的弗兰克.麦克法兰.伯内特, 和伊利诺州芝加哥大学的戴维.塔拉戈纳将这种理论进一步发展. 提出每个细胞都载带一个独一无二的表面接收器, 一旦被抗体触发,引发克隆的扩散。这给免疫学一个概念上框架,证明其存在性和其运行机制仍然有效。
1961年, 也是怀特.伊莉莎.霍尔医学研究所的雅克.米勒,阐明摘下胸腺后的老鼠对来自其他品种老鼠的皮肤的移植不再进行排斥,就象通常摘下胸腺后的动物一样不再进行排斥。这使人想到胸腺是一类起诸如排斥之类的调解作用的关键细胞,但是他的实验没有被普遍接受。当时,抗体被认为仅从淋巴细胞里面抽取(通过血浆)。但免疫学家不知道淋巴细胞是怎样和如何产生抗体,那些细胞涉及到排斥反应。
正是这种背景下,库柏作为一名儿科医师和临床方面的免疫学家,做一系列临床观察,发现存在两种淋巴细胞谱系的蛛丝马迹。得维斯科特-奥尔德里奇综合征(一种与X染色体有关的疾病)的患者,容易让疱疹病毒恣虐横行,该病毒又与免疫缺陷有关的。而且这些患者抗体水平往往很高。相反,与X染色体相关的丙种球蛋白缺乏症的男孩即使缺乏抗体反应,也能控制这样关键缺陷。这暗示产生抗体的淋巴细胞和从胸腺提取出来排斥移植的淋巴细胞 (正如米勒的老鼠试验)可能是两种不同的东西。
关键试验
库柏是少数发现这个悖论蛛丝马迹的免疫学家之一。这一发生呈见于1956年家禽学学报. 报告阐述一个有关法布利氏囊的“偶然”发现。囊为禽鸟类特有的器官,当时被认为在其生长和发育起一种激素作用。作者布鲁斯.格里格和他的同事, 提到他们对于鸡嗉子对生产抗体的重要性表示“怀疑”。格里克和他的同事们为了研究鸡嗉子的生理作用,把小鸡的鸡嗉子摘除以后做不相关实验。让实验者大出意外的是,小鸡显示出相当弱的排斥反应。
盖德和库柏决定重新考察鸡嗉子和鸡胸腺生理作用。到此时,摘除鸡嗉子和鸡胸腺却产生与此前相佐的结果。库柏推断出这些差异的产生是因为一些鸡嗉子和鸡胸腺摘除以后可能产生免疫细胞。他的办法是将刚孵化出来的小鸡摘除鸡嗉子和鸡胸腺后辐射一天, 可消除孵化前鸡胸腺或者鸡嗉子产生的任何细胞,这些小鸡就这样揭开鸡胸或者鸡嗉子在免疫发育过程所起的作用。
发表在1965年1月《自然》杂志的结果引人注目, 注射过牛血清蛋白(一种从牛身上提取的蛋白质)或者注射过布氏杆菌的小鸡没有鸡嗉子,辐射这些没有鸡嗉子的小鸡就不会产生任何抗体。鸟禽类血清经常缺乏主要抗体类物质。依赖于胸腺分泌,脾的白髓区域尚是完整的。这种突出表现型高度存在于与X染色体相关的丙种球蛋白缺乏症的病人身上。
第二年,库柏和他的同事们继续他们创新性研究,在《实验性药物》发表论文。他们用辐射过的小鸡(既没有胸腺也没有鸡嗉子)做实验弄清两种器官产生免疫细胞的不同功能。他们发现抗体反应必需用到取自鸡嗉子的B细胞,而取自胸腺的T细胞具有免疫细胞全部功能, 调解迟发型超敏反应、移植物抗宿主反应和皮肤移植排斥反应。
对免疫缺陷病的两种淋巴细胞模型有说服力的例子层出不穷,因为与X染色体有关的丙种球蛋白缺乏症患者无法生产抗体不能进行细胞免疫。他们的疾病可能只是由于产生不出B细胞。相应的是, Swiss-type(斯威斯型——音译)丙种球蛋白缺乏症患者,基于细胞免疫和基于抗体免疫两种免疫严重混合, 很可能是缺乏T细胞谱系和B细胞谱系所共有的一种前体细胞引起。毫不奇怪的是,临床医生要比免疫学家更多依赖于库柏的发现。
接下来是,摆在库柏最重要问题是在动物身上找到与鸡嗉子相对应的器官。找不到这种器官,其发现在动物身上的相关性和普适性还要争论将近十年。科学家们经常问库柏, “马克斯,今年能找到鸡嗉子对应的器官?”
在动物身上找到与鸡嗉子相对应器官被证明是困难. 起初, 库柏和他的同事猜测肠组织是B细胞,他们费出巨大努力才解开这道难题。
这个答案终于在1974年找到。此时,库柏和英国伦敦大学学院的马提尼.腊夫、约翰.欧文一起,从怀孕14天母鼠取出新生小老鼠肝脏细胞进行培养,经过四到七天培养, B细胞培养出来了。同时, 墨尔本怀特.伊莉莎.霍尔医学研究所古斯塔夫.诺萨尔和瑞士日内瓦大学皮埃尔.瓦萨里率领小组用老鼠的脊椎组织取得类似的发现。换句话说,动物的造血组织和小鸡的鸡嗉子有相同功能。
到七十年代末期,这种对不同淋巴谱系的认识开始改变白血病和淋巴癌治疗方法。这些肿瘤的源细胞现在能用来给癌症分类并为其定制治疗方法。这样, 急性淋巴母细胞白血病可能是来自于B细胞或者可能来自于T细胞也可能两者都不是;非霍奇金淋巴瘤和伯基特氏淋巴癌是来自于 B细胞。这些癌症各种治疗的有效性经常与其分类正好吻合。
药物和疫苗
B细胞在生物学上最大影响之一是发明杂交瘤技术—抗体无限繁殖细胞株。在1975年, 英国剑桥大学国立医学研究所分子生物实验室乔治.科勒和塞萨尔.米尔斯坦,据报道他们把B细胞与一个骨髓瘤细胞株混合。所得到的杂交细胞不断产生自己特殊的抗体。正是单克隆抗体技术, 乔治.科勒、塞萨尔.米尔斯坦、尼尔斯瓜分了1984诺贝尔生理医学奖。
这一成就所产生的效果是难于超越。接下来几年, 分子抗体渗入到试验生理学方方面面。这些分子药效强大,特殊试剂能用来鉴别、分离和拢动几乎任何分子或者细胞。从临床上来说,分子抗体已经变成诊断学和处方学最有力工具之一。
库柏的发现也为了回答无性繁殖选择理论这个基本问题打下基础。无性繁殖的多样性如何产生?在1976年,利根川进对这个问题简洁的分子解决方案进行阐明。 B 细胞把一大堆片断整合成由三个碱基对为一组基因节段,再把这些基因区段装配成各种各样的抗体。
最后,从化学角度已经做过非常多阐述的抗体现在要从遗传学角度、从细胞角度和组织角度去认识。到八十年代中期, 通过他们对B细胞和T 细胞体系发现,T细胞体系无性繁殖的性质也得到解释。库柏和他的同事们着手进行一系列里程碑式发现,把化学方面规律和细胞学方面规律整合在一起。
在研究B细胞的生理学仍留有关键问题。特别是在开发人类免疫缺陷病毒疫苗、流感和很多其他致病原疫苗有很多无法满足的重要需求。在凭经验方法对付传染病不管用之时,如果懂得B细胞如何经过优胜劣汰转化成长期生存下来细胞,就会为我们提供指导。
随着这些发现不断改善人类健康,重要的是,铭记这一切都源自于库柏用小鸡在50年前做一项试验。
抗体已经变成诊断学和处方学最有力工具之一。
库柏的发现也为了回答无性繁殖选择理论这个基本问题打下基础。无性繁殖的多样性如何产生?在1976年,利根川进对这个问题简洁的分子解决方案进行阐明。 B 细胞把一大堆片断整合成由三个碱基对为一组基因节段,再把这些基因区段装配成各种各样的抗体。
最后,从化学角度已经做过非常多阐述的抗体现在要从遗传学角度、从细胞角度和组织角度去认识。到八十年代中期, 通过他们对B细胞和T 细胞体系发现,T细胞体系无性繁殖的性质也得到解释。库柏和他的同事们着手进行一系列里程碑式发现,把化学方面规律和细胞学方面规律整合在一起。
在研究B细胞的生理学仍留有关键问题。特别是在开发人类免疫缺陷病毒疫苗、流感和很多其他致病原疫苗有很多无法满足的重要需求。在凭经验方法对付传染病不管用之时,如果懂得B细胞如何经过优胜劣汰转化成长期生存下来细胞,就会为我们提供指导。
随着这些发现不断改善人类健康,重要的是,铭记这一切都源自于库柏用小鸡在50年前做一项试验。
免疫学:B淋巴细胞发现50周年
发表于英国《自然》杂志
当马克斯.戴尔.库柏 1963年加入明尼苏达州明尼阿波里斯大学罗伯特.盖德试验室, 当时免疫学有两大阵营,没有一个更能得到人们的青睐。
当时,免疫学中心问题是在于动物如何建立对细胞和病毒对防御,后两者的化学结构多的不计其数。加入盖德两年内,库柏发现毕其功于一役的是淋巴细胞,而此前淋巴细胞已被证明是解开这一奥秘的必不可少物质,最终将此领域的两个阵营统一起来。
五十年前的今天,盖德.库柏和他们的同事雷蒙德.佩特尔索恩在该学术杂志一篇论文,指出存在两种类型淋巴细胞。这种真知灼见为现在免疫学指明道路,影响免疫缺陷条件及免疫系统癌症的研究和防范,开发单细胞抗体(免疫学强大研究工具和疗法)。
克隆战
十九世纪六十年代,一个阵营,主要从化学角度着手研究免疫,那时已经取得相当大成就。这个阵营发现了抗体分子是其两两结合部位有一辨认外来分子特殊地带的蛋白质(抗原),既使是人工合成蛋白质也一样。抗体分子是由两条重链和两条轻链组成。一端(N端)由大小不等的氨基酸组成,另一端(C端)是由大小相同的氨基酸组成。
另一个阵营,主要从分子和整个组织角度着手研究免疫,提出克隆选择理论,该理论假设淋巴细胞是多种多样的,每个淋巴细胞是独一无二的克隆体。这种理论正在变得日益被广泛接收。澳大利亚墨尔本怀特.伊莉莎.霍尔医学研究所的弗兰克.麦克法兰.伯内特, 和伊利诺州芝加哥大学的戴维.塔拉戈纳将这种理论进一步发展. 提出每个细胞都载带一个独一无二的表面接收器, 一旦被抗体触发,引发克隆的扩散。这给免疫学一个概念上框架,证明其存在性和其运行机制仍然有效。
1961年, 也是怀特.伊莉莎.霍尔医学研究所的雅克.米勒,阐明摘下胸腺后的老鼠对来自其他品种老鼠的皮肤的移植不再进行排斥,就象通常摘下胸腺后的动物一样不再进行排斥。这使人想到胸腺是一类起诸如排斥之类的调解作用的关键细胞,但是他的实验没有被普遍接受。当时,抗体被认为仅从淋巴细胞里面抽取(通过血浆)。但免疫学家不知道淋巴细胞是怎样和如何产生抗体,那些细胞涉及到排斥反应。
正是这种背景下,库柏作为一名儿科医师和临床方面的免疫学家,做一系列临床观察,发现存在两种淋巴细胞谱系的蛛丝马迹。得维斯科特-奥尔德里奇综合征(一种与X染色体有关的疾病)的患者,容易让疱疹病毒恣虐横行,该病毒又与免疫缺陷有关的。而且这些患者抗体水平往往很高。相反,与X染色体相关的丙种球蛋白缺乏症的男孩即使缺乏抗体反应,也能控制这样关键缺陷。这暗示产生抗体的淋巴细胞和从胸腺提取出来排斥移植的淋巴细胞 (正如米勒的老鼠试验)可能是两种不同的东西。
关键试验
库柏是少数发现这个悖论蛛丝马迹的免疫学家之一。这一发生呈见于1956年家禽学学报. 报告阐述一个有关法布利氏囊的“偶然”发现。囊为禽鸟类特有的器官,当时被认为在其生长和发育起一种激素作用。作者布鲁斯.格里格和他的同事, 提到他们对于鸡嗉子对生产抗体的重要性表示“怀疑”。格里克和他的同事们为了研究鸡嗉子的生理作用,把小鸡的鸡嗉子摘除以后做不相关实验。让实验者大出意外的是,小鸡显示出相当弱的排斥反应。
盖德和库柏决定重新考察鸡嗉子和鸡胸腺生理作用。到此时,摘除鸡嗉子和鸡胸腺却产生与此前相佐的结果。库柏推断出这些差异的产生是因为一些鸡嗉子和鸡胸腺摘除以后可能产生免疫细胞。他的办法是将刚孵化出来的小鸡摘除鸡嗉子和鸡胸腺后辐射一天, 可消除孵化前鸡胸腺或者鸡嗉子产生的任何细胞,这些小鸡就这样揭开鸡胸或者鸡嗉子在免疫发育过程所起的作用。
发表在1965年1月《自然》杂志的结果引人注目, 注射过牛血清蛋白(一种从牛身上提取的蛋白质)或者注射过布氏杆菌的小鸡没有鸡嗉子,辐射这些没有鸡嗉子的小鸡就不会产生任何抗体。鸟禽类血清经常缺乏主要抗体类物质。依赖于胸腺分泌,脾的白髓区域尚是完整的。这种突出表现型高度存在于与X染色体相关的丙种球蛋白缺乏症的病人身上。
第二年,库柏和他的同事们继续他们创新性研究,在《实验性药物》发表论文。他们用辐射过的小鸡(既没有胸腺也没有鸡嗉子)做实验弄清两种器官产生免疫细胞的不同功能。他们发现抗体反应必需用到取自鸡嗉子的B细胞,而取自胸腺的T细胞具有免疫细胞全部功能, 调解迟发型超敏反应、移植物抗宿主反应和皮肤移植排斥反应。
对免疫缺陷病的两种淋巴细胞模型有说服力的例子层出不穷,因为与X染色体有关的丙种球蛋白缺乏症患者无法生产抗体不能进行细胞免疫。他们的疾病可能只是由于产生不出B细胞。相应的是, Swiss-type(斯威斯型——音译)丙种球蛋白缺乏症患者,基于细胞免疫和基于抗体免疫两种免疫严重混合, 很可能是缺乏T细胞谱系和B细胞谱系所共有的一种前体细胞引起。毫不奇怪的是,临床医生要比免疫学家更多依赖于库柏的发现。
接下来是,摆在库柏最重要问题是在动物身上找到与鸡嗉子相对应的器官。找不到这种器官,其发现在动物身上的相关性和普适性还要争论将近十年。科学家们经常问库柏, “马克斯,今年能找到鸡嗉子对应的器官?”
在动物身上找到与鸡嗉子相对应器官被证明是困难. 起初, 库柏和他的同事猜测肠组织是B细胞,他们费出巨大努力才解开这道难题。
这个答案终于在1974年找到。此时,库柏和英国伦敦大学学院的马提尼.腊夫、约翰.欧文一起,从怀孕14天母鼠取出新生小老鼠肝脏细胞进行培养,经过四到七天培养, B细胞培养出来了。同时, 墨尔本怀特.伊莉莎.霍尔医学研究所古斯塔夫.诺萨尔和瑞士日内瓦大学皮埃尔.瓦萨里率领小组用老鼠的脊椎组织取得类似的发现。换句话说,动物的造血组织和小鸡的鸡嗉子有相同功能。
到七十年代末期,这种对不同淋巴谱系的认识开始改变白血病和淋巴癌治疗方法。这些肿瘤的源细胞现在能用来给癌症分类并为其定制治疗方法。这样, 急性淋巴母细胞白血病可能是来自于B细胞或者可能来自于T细胞也可能两者都不是;非霍奇金淋巴瘤和伯基特氏淋巴癌是来自于 B细胞。这些癌症各种治疗的有效性经常与其分类正好吻合。
药物和疫苗
B细胞在生物学上最大影响之一是发明杂交瘤技术—抗体无限繁殖细胞株。在1975年, 英国剑桥大学国立医学研究所分子生物实验室乔治.科勒和塞萨尔.米尔斯坦,据报道他们把B细胞与一个骨髓瘤细胞株混合。所得到的杂交细胞不断产生自己特殊的抗体。正是单克隆抗体技术, 乔治.科勒、塞萨尔.米尔斯坦、尼尔斯瓜分了1984诺贝尔生理医学奖。
这一成就所产生的效果是难于超越。接下来几年, 分子抗体渗入到试验生理学方方面面。这些分子药效强大,特殊试剂能用来鉴别、分离和拢动几乎任何分子或者细胞。从临床上来说,分子抗体已经变成诊断学和处方学最有力工具之一。
库柏的发现也为了回答无性繁殖选择理论这个基本问题打下基础。无性繁殖的多样性如何产生?在1976年,利根川进对这个问题简洁的分子解决方案进行阐明。 B 细胞把一大堆片断整合成由三个碱基对为一组基因节段,再把这些基因区段装配成各种各样的抗体。
最后,从化学角度已经做过非常多阐述的抗体现在要从遗传学角度、从细胞角度和组织角度去认识。到八十年代中期, 通过他们对B细胞和T 细胞体系发现,T细胞体系无性繁殖的性质也得到解释。库柏和他的同事们着手进行一系列里程碑式发现,把化学方面规律和细胞学方面规律整合在一起。
在研究B细胞的生理学仍留有关键问题。特别是在开发人类免疫缺陷病毒疫苗、流感和很多其他致病原疫苗有很多无法满足的重要需求。在凭经验方法对付传染病不管用之时,如果懂得B细胞如何经过优胜劣汰转化成长期生存下来细胞,就会为我们提供指导。
随着这些发现不断改善人类健康,重要的是,铭记这一切都源自于库柏用小鸡在50年前做一项试验。
免疫学:B淋巴细胞发现50周年
发表于英国《自然》杂志
当马克斯.戴尔.库柏 1963年加入明尼苏达州明尼阿波里斯大学罗伯特.盖德试验室, 当时免疫学有两大阵营,没有一个更能得到人们的青睐。
当时,免疫学中心问题是在于动物如何建立对细胞和病毒对防御,后两者的化学结构多的不计其数。加入盖德两年内,库柏发现毕其功于一役的是淋巴细胞,而此前淋巴细胞已被证明是解开这一奥秘的必不可少物质,最终将此领域的两个阵营统一起来。
五十年前的今天,盖德.库柏和他们的同事雷蒙德.佩特尔索恩在该学术杂志一篇论文,指出存在两种类型淋巴细胞。这种真知灼见为现在免疫学指明道路,影响免疫缺陷条件及免疫系统癌症的研究和防范,开发单细胞抗体(免疫学强大研究工具和疗法)。
克隆战
十九世纪六十年代,一个阵营,主要从化学角度着手研究免疫,那时已经取得相当大成就。这个阵营发现了抗体分子是其两两结合部位有一辨认外来分子特殊地带的蛋白质(抗原),既使是人工合成蛋白质也一样。抗体分子是由两条重链和两条轻链组成。一端(N端)由大小不等的氨基酸组成,另一端(C端)是由大小相同的氨基酸组成。
另一个阵营,主要从分子和整个组织角度着手研究免疫,提出克隆选择理论,该理论假设淋巴细胞是多种多样的,每个淋巴细胞是独一无二的克隆体。这种理论正在变得日益被广泛接收。澳大利亚墨尔本怀特.伊莉莎.霍尔医学研究所的弗兰克.麦克法兰.伯内特, 和伊利诺州芝加哥大学的戴维.塔拉戈纳将这种理论进一步发展. 提出每个细胞都载带一个独一无二的表面接收器, 一旦被抗体触发,引发克隆的扩散。这给免疫学一个概念上框架,证明其存在性和其运行机制仍然有效。
1961年, 也是怀特.伊莉莎.霍尔医学研究所的雅克.米勒,阐明摘下胸腺后的老鼠对来自其他品种老鼠的皮肤的移植不再进行排斥,就象通常摘下胸腺后的动物一样不再进行排斥。这使人想到胸腺是一类起诸如排斥之类的调解作用的关键细胞,但是他的实验没有被普遍接受。当时,抗体被认为仅从淋巴细胞里面抽取(通过血浆)。但免疫学家不知道淋巴细胞是怎样和如何产生抗体,那些细胞涉及到排斥反应。
正是这种背景下,库柏作为一名儿科医师和临床方面的免疫学家,做一系列临床观察,发现存在两种淋巴细胞谱系的蛛丝马迹。得维斯科特-奥尔德里奇综合征(一种与X染色体有关的疾病)的患者,容易让疱疹病毒恣虐横行,该病毒又与免疫缺陷有关的。而且这些患者抗体水平往往很高。相反,与X染色体相关的丙种球蛋白缺乏症的男孩即使缺乏抗体反应,也能控制这样关键缺陷。这暗示产生抗体的淋巴细胞和从胸腺提取出来排斥移植的淋巴细胞 (正如米勒的老鼠试验)可能是两种不同的东西。
关键试验
库柏是少数发现这个悖论蛛丝马迹的免疫学家之一。这一发生呈见于1956年家禽学学报. 报告阐述一个有关法布利氏囊的“偶然”发现。囊为禽鸟类特有的器官,当时被认为在其生长和发育起一种激素作用。作者布鲁斯.格里格和他的同事, 提到他们对于鸡嗉子对生产抗体的重要性表示“怀疑”。格里克和他的同事们为了研究鸡嗉子的生理作用,把小鸡的鸡嗉子摘除以后做不相关实验。让实验者大出意外的是,小鸡显示出相当弱的排斥反应。
盖德和库柏决定重新考察鸡嗉子和鸡胸腺生理作用。到此时,摘除鸡嗉子和鸡胸腺却产生与此前相佐的结果。库柏推断出这些差异的产生是因为一些鸡嗉子和鸡胸腺摘除以后可能产生免疫细胞。他的办法是将刚孵化出来的小鸡摘除鸡嗉子和鸡胸腺后辐射一天, 可消除孵化前鸡胸腺或者鸡嗉子产生的任何细胞,这些小鸡就这样揭开鸡胸或者鸡嗉子在免疫发育过程所起的作用。
发表在1965年1月《自然》杂志的结果引人注目, 注射过牛血清蛋白(一种从牛身上提取的蛋白质)或者注射过布氏杆菌的小鸡没有鸡嗉子,辐射这些没有鸡嗉子的小鸡就不会产生任何抗体。鸟禽类血清经常缺乏主要抗体类物质。依赖于胸腺分泌,脾的白髓区域尚是完整的。这种突出表现型高度存在于与X染色体相关的丙种球蛋白缺乏症的病人身上。
第二年,库柏和他的同事们继续他们创新性研究,在《实验性药物》发表论文。他们用辐射过的小鸡(既没有胸腺也没有鸡嗉子)做实验弄清两种器官产生免疫细胞的不同功能。他们发现抗体反应必需用到取自鸡嗉子的B细胞,而取自胸腺的T细胞具有免疫细胞全部功能, 调解迟发型超敏反应、移植物抗宿主反应和皮肤移植排斥反应。
对免疫缺陷病的两种淋巴细胞模型有说服力的例子层出不穷,因为与X染色体有关的丙种球蛋白缺乏症患者无法生产抗体不能进行细胞免疫。他们的疾病可能只是由于产生不出B细胞。相应的是, Swiss-type(斯威斯型——音译)丙种球蛋白缺乏症患者,基于细胞免疫和基于抗体免疫两种免疫严重混合, 很可能是缺乏T细胞谱系和B细胞谱系所共有的一种前体细胞引起。毫不奇怪的是,临床医生要比免疫学家更多依赖于库柏的发现。
接下来是,摆在库柏最重要问题是在动物身上找到与鸡嗉子相对应的器官。找不到这种器官,其发现在动物身上的相关性和普适性还要争论将近十年。科学家们经常问库柏, “马克斯,今年能找到鸡嗉子对应的器官?”
在动物身上找到与鸡嗉子相对应器官被证明是困难. 起初, 库柏和他的同事猜测肠组织是B细胞,他们费出巨大努力才解开这道难题。
这个答案终于在1974年找到。此时,库柏和英国伦敦大学学院的马提尼.腊夫、约翰.欧文一起,从怀孕14天母鼠取出新生小老鼠肝脏细胞进行培养,经过四到七天培养, B细胞培养出来了。同时, 墨尔本怀特.伊莉莎.霍尔医学研究所古斯塔夫.诺萨尔和瑞士日内瓦大学皮埃尔.瓦萨里率领小组用老鼠的脊椎组织取得类似的发现。换句话说,动物的造血组织和小鸡的鸡嗉子有相同功能。
到七十年代末期,这种对不同淋巴谱系的认识开始改变白血病和淋巴癌治疗方法。这些肿瘤的源细胞现在能用来给癌症分类并为其定制治疗方法。这样, 急性淋巴母细胞白血病可能是来自于B细胞或者可能来自于T细胞也可能两者都不是;非霍奇金淋巴瘤和伯基特氏淋巴癌是来自于 B细胞。这些癌症各种治疗的有效性经常与其分类正好吻合。
药物和疫苗
B细胞在生物学上最大影响之一是发明杂交瘤技术—抗体无限繁殖细胞株。在1975年, 英国剑桥大学国立医学研究所分子生物实验室乔治.科勒和塞萨尔.米尔斯坦,据报道他们把B细胞与一个骨髓瘤细胞株混合。所得到的杂交细胞不断产生自己特殊的抗体。正是单克隆抗体技术, 乔治.科勒、塞萨尔.米尔斯坦、尼尔斯瓜分了1984诺贝尔生理医学奖。
这一成就所产生的效果是难于超越。接下来几年, 分子抗体渗入到试验生理学方方面面。这些分子药效强大,特殊试剂能用来鉴别、分离和拢动几乎任何分子或者细胞。从临床上来说,分子
免疫学:B淋巴细胞发现50周年
发表于英国《自然》杂志
当马克斯.戴尔.库柏 1963年加入明尼苏达州明尼阿波里斯大学罗伯特.盖德试验室, 当时免疫学有两大阵营,没有一个更能得到人们的青睐。
当时,免疫学中心问题是在于动物如何建立对细胞和病毒对防御,后两者的化学结构多的不计其数。加入盖德两年内,库柏发现毕其功于一役的是淋巴细胞,而此前淋巴细胞已被证明是解开这一奥秘的必不可少物质,最终将此领域的两个阵营统一起来。
五十年前的今天,盖德.库柏和他们的同事雷蒙德.佩特尔索恩在该学术杂志一篇论文,指出存在两种类型淋巴细胞。这种真知灼见为现在免疫学指明道路,影响免疫缺陷条件及免疫系统癌症的研究和防范,开发单细胞抗体(免疫学强大研究工具和疗法)。
克隆战
十九世纪六十年代,一个阵营,主要从化学角度着手研究免疫,那时已经取得相当大成就。这个阵营发现了抗体分子是其两两结合部位有一辨认外来分子特殊地带的蛋白质(抗原),既使是人工合成蛋白质也一样。抗体分子是由两条重链和两条轻链组成。一端(N端)由大小不等的氨基酸组成,另一端(C端)是由大小相同的氨基酸组成。
另一个阵营,主要从分子和整个组织角度着手研究免疫,提出克隆选择理论,该理论假设淋巴细胞是多种多样的,每个淋巴细胞是独一无二的克隆体。这种理论正在变得日益被广泛接收。澳大利亚墨尔本怀特.伊莉莎.霍尔医学研究所的弗兰克.麦克法兰.伯内特, 和伊利诺州芝加哥大学的戴维.塔拉戈纳将这种理论进一步发展. 提出每个细胞都载带一个独一无二的表面接收器, 一旦被抗体触发,引发克隆的扩散。这给免疫学一个概念上框架,证明其存在性和其运行机制仍然有效。
1961年, 也是怀特.伊莉莎.霍尔医学研究所的雅克.米勒,阐明摘下胸腺后的老鼠对来自其他品种老鼠的皮肤的移植不再进行排斥,就象通常摘下胸腺后的动物一样不再进行排斥。这使人想到胸腺是一类起诸如排斥之类的调解作用的关键细胞,但是他的实验没有被普遍接受。当时,抗体被认为仅从淋巴细胞里面抽取(通过血浆)。但免疫学家不知道淋巴细胞是怎样和如何产生抗体,那些细胞涉及到排斥反应。
正是这种背景下,库柏作为一名儿科医师和临床方面的免疫学家,做一系列临床观察,发现存在两种淋巴细胞谱系的蛛丝马迹。得维斯科特-奥尔德里奇综合征(一种与X染色体有关的疾病)的患者,容易让疱疹病毒恣虐横行,该病毒又与免疫缺陷有关的。而且这些患者抗体水平往往很高。相反,与X染色体相关的丙种球蛋白缺乏症的男孩即使缺乏抗体反应,也能控制这样关键缺陷。这暗示产生抗体的淋巴细胞和从胸腺提取出来排斥移植的淋巴细胞 (正如米勒的老鼠试验)可能是两种不同的东西。
关键试验
库柏是少数发现这个悖论蛛丝马迹的免疫学家之一。这一发生呈见于1956年家禽学学报. 报告阐述一个有关法布利氏囊的“偶然”发现。囊为禽鸟类特有的器官,当时被认为在其生长和发育起一种激素作用。作者布鲁斯.格里格和他的同事, 提到他们对于鸡嗉子对生产抗体的重要性表示“怀疑”。格里克和他的同事们为了研究鸡嗉子的生理作用,把小鸡的鸡嗉子摘除以后做不相关实验。让实验者大出意外的是,小鸡显示出相当弱的排斥反应。
盖德和库柏决定重新考察鸡嗉子和鸡胸腺生理作用。到此时,摘除鸡嗉子和鸡胸腺却产生与此前相佐的结果。库柏推断出这些差异的产生是因为一些鸡嗉子和鸡胸腺摘除以后可能产生免疫细胞。他的办法是将刚孵化出来的小鸡摘除鸡嗉子和鸡胸腺后辐射一天, 可消除孵化前鸡胸腺或者鸡嗉子产生的任何细胞,这些小鸡就这样揭开鸡胸或者鸡嗉子在免疫发育过程所起的作用。
发表在1965年1月《自然》杂志的结果引人注目, 注射过牛血清蛋白(一种从牛身上提取的蛋白质)或者注射过布氏杆菌的小鸡没有鸡嗉子,辐射这些没有鸡嗉子的小鸡就不会产生任何抗体。鸟禽类血清经常缺乏主要抗体类物质。依赖于胸腺分泌,脾的白髓区域尚是完整的。这种突出表现型高度存在于与X染色体相关的丙种球蛋白缺乏症的病人身上。
第二年,库柏和他的同事们继续他们创新性研究,在《实验性药物》发表论文。他们用辐射过的小鸡(既没有胸腺也没有鸡嗉子)做实验弄清两种器官产生免疫细胞的不同功能。他们发现抗体反应必需用到取自鸡嗉子的B细胞,而取自胸腺的T细胞具有免疫细胞全部功能, 调解迟发型超敏反应、移植物抗宿主反应和皮肤移植排斥反应。
对免疫缺陷病的两种淋巴细胞模型有说服力的例子层出不穷,因为与X染色体有关的丙种球蛋白缺乏症患者无法生产抗体不能进行细胞免疫。他们的疾病可能只是由于产生不出B细胞。相应的是, Swiss-type(斯威斯型——音译)丙种球蛋白缺乏症患者,基于细胞免疫和基于抗体免疫两种免疫严重混合, 很可能是缺乏T细胞谱系和B细胞谱系所共有的一种前体细胞引起。毫不奇怪的是,临床医生要比免疫学家更多依赖于库柏的发现。
接下来是,摆在库柏最重要问题是在动物身上找到与鸡嗉子相对应的器官。找不到这种器官,其发现在动物身上的相关性和普适性还要争论将近十年。科学家们经常问库柏, “马克斯,今年能找到鸡嗉子对应的器官?”
在动物身上找到与鸡嗉子相对应器官被证明是困难. 起初, 库柏和他的同事猜测肠组织是B细胞,他们费出巨大努力才解开这道难题。
这个答案终于在1974年找到。此时,库柏和英国伦敦大学学院的马提尼.腊夫、约翰.欧文一起,从怀孕14天母鼠取出新生小老鼠肝脏细胞进行培养,经过四到七天培养, B细胞培养出来了。同时, 墨尔本怀特.伊莉莎.霍尔医学研究所古斯塔夫.诺萨尔和瑞士日内瓦大学皮埃尔.瓦萨里率领小组用老鼠的脊椎组织取得类似的发现。换句话说,动物的造血组织和小鸡的鸡嗉子有相同功能。
到七十年代末期,这种对不同淋巴谱系的认识开始改变白血病和淋巴癌治疗方法。这些肿瘤的源细胞现在能用来给癌症分类并为其定制治疗方法。这样, 急性淋巴母细胞白血病可能是来自于B细胞或者可能来自于T细胞也可能两者都不是;非霍奇金淋巴瘤和伯基特氏淋巴癌是来自于 B细胞。这些癌症各种治疗的有效性经常与其分类正好吻合。
药物和疫苗
B细胞在生物学上最大影响之一是发明杂交瘤技术—抗体无限繁殖细胞株。在1975年, 英国剑桥大学国立医学研究所分子生物实验室乔治.科勒和塞萨尔.米尔斯坦,据报道他们把B细胞与一个骨髓瘤细胞株混合。所得到的杂交细胞不断产生自己特殊的抗体。正是单克隆抗体技术, 乔治.科勒、塞萨尔.米尔斯坦、尼尔斯瓜分了1984诺贝尔生理医学奖。
这一成就所产生的效果是难于超越。接下来几年, 分子抗体渗入到试验生理学方方面面。这些分子药效强大,特殊试剂能用来鉴别、分离和拢动几乎任何分子或者细胞。从临床上来说,分子抗体已经变成诊断学和处方学最有力工具之一。
库柏的发现也为了回答无性繁殖选择理论这个基本问题打下基础。无性繁殖的多样性如何产生?在1976年,利根川进对这个问题简洁的分子解决方案进行阐明。 B 细胞把一大堆片断整合成由三个碱基对为一组基因节段,再把这些基因区段装配成各种各样的抗体。
最后,从化学角度已经做过非常多阐述的抗体现在要从遗传学角度、从细胞角度和组织角度去认识。到八十年代中期, 通过他们对B细胞和T 细胞体系发现,T细胞体系无性繁殖的性质也得到解释。库柏和他的同事们着手进行一系列里程碑式发现,把化学方面规律和细胞学方面规律整合在一起。
在研究B细胞的生理学仍留有关键问题。特别是在开发人类免疫缺陷病毒疫苗、流感和很多其他致病原疫苗有很多无法满足的重要需求。在凭经验方法对付传染病不管用之时,如果懂得B细胞如何经过优胜劣汰转化成长期生存下来细胞,就会为我们提供指导。
随着这些发现不断改善人类健康,重要的是,铭记这一切都源自于库柏用小鸡在50年前做一项试验。
抗体已经变成诊断学和处方学最有力工具之一。
库柏的发现也为了回答无性繁殖选择理论这个基本问题打下基础。无性繁殖的多样性如何产生?在1976年,利根川进对这个问题简洁的分子解决方案进行阐明。 B 细胞把一大堆片断整合成由三个碱基对为一组基因节段,再把这些基因区段装配成各种各样的抗体。
最后,从化学角度已经做过非常多阐述的抗体现在要从遗传学角度、从细胞角度和组织角度去认识。到八十年代中期, 通过他们对B细胞和T 细胞体系发现,T细胞体系无性繁殖的性质也得到解释。库柏和他的同事们着手进行一系列里程碑式发现,把化学方面规律和细胞学方面规律整合在一起。
在研究B细胞的生理学仍留有关键问题。特别是在开发人类免疫缺陷病毒疫苗、流感和很多其他致病原疫苗有很多无法满足的重要需求。在凭经验方法对付传染病不管用之时,如果懂得B细胞如何经过优胜劣汰转化成长期生存下来细胞,就会为我们提供指导。
随着这些发现不断改善人类健康,重要的是,铭记这一切都源自于库柏用小鸡在50年前做一项试验。
免疫学:B淋巴细胞发现50周年
发表于英国《自然》杂志
当马克斯.戴尔.库柏 1963年加入明尼苏达州明尼阿波里斯大学罗伯特.盖德试验室, 当时免疫学有两大阵营,没有一个更能得到人们的青睐。
当时,免疫学中心问题是在于动物如何建立对细胞和病毒对防御,后两者的化学结构多的不计其数。加入盖德两年内,库柏发现毕其功于一役的是淋巴细胞,而此前淋巴细胞已被证明是解开这一奥秘的必不可少物质,最终将此领域的两个阵营统一起来。
五十年前的今天,盖德.库柏和他们的同事雷蒙德.佩特尔索恩在该学术杂志一篇论文,指出存在两种类型淋巴细胞。这种真知灼见为现在免疫学指明道路,影响免疫缺陷条件及免疫系统癌症的研究和防范,开发单细胞抗体(免疫学强大研究工具和疗法)。
克隆战
十九世纪六十年代,一个阵营,主要从化学角度着手研究免疫,那时已经取得相当大成就。这个阵营发现了抗体分子是其两两结合部位有一辨认外来分子特殊地带的蛋白质(抗原),既使是人工合成蛋白质也一样。抗体分子是由两条重链和两条轻链组成。一端(N端)由大小不等的氨基酸组成,另一端(C端)是由大小相同的氨基酸组成。
另一个阵营,主要从分子和整个组织角度着手研究免疫,提出克隆选择理论,该理论假设淋巴细胞是多种多样的,每个淋巴细胞是独一无二的克隆体。这种理论正在变得日益被广泛接收。澳大利亚墨尔本怀特.伊莉莎.霍尔医学研究所的弗兰克.麦克法兰.伯内特, 和伊利诺州芝加哥大学的戴维.塔拉戈纳将这种理论进一步发展. 提出每个细胞都载带一个独一无二的表面接收器, 一旦被抗体触发,引发克隆的扩散。这给免疫学一个概念上框架,证明其存在性和其运行机制仍然有效。
1961年, 也是怀特.伊莉莎.霍尔医学研究所的雅克.米勒,阐明摘下胸腺后的老鼠对来自其他品种老鼠的皮肤的移植不再进行排斥,就象通常摘下胸腺后的动物一样不再进行排斥。这使人想到胸腺是一类起诸如排斥之类的调解作用的关键细胞,但是他的实验没有被普遍接受。当时,抗体被认为仅从淋巴细胞里面抽取(通过血浆)。但免疫学家不知道淋巴细胞是怎样和如何产生抗体,那些细胞涉及到排斥反应。
正是这种背景下,库柏作为一名儿科医师和临床方面的免疫学家,做一系列临床观察,发现存在两种淋巴细胞谱系的蛛丝马迹。得维斯科特-奥尔德里奇综合征(一种与X染色体有关的疾病)的患者,容易让疱疹病毒恣虐横行,该病毒又与免疫缺陷有关的。而且这些患者抗体水平往往很高。相反,与X染色体相关的丙种球蛋白缺乏症的男孩即使缺乏抗体反应,也能控制这样关键缺陷。这暗示产生抗体的淋巴细胞和从胸腺提取出来排斥移植的淋巴细胞 (正如米勒的老鼠试验)可能是两种不同的东西。
关键试验
库柏是少数发现这个悖论蛛丝马迹的免疫学家之一。这一发生呈见于1956年家禽学学报. 报告阐述一个有关法布利氏囊的“偶然”发现。囊为禽鸟类特有的器官,当时被认为在其生长和发育起一种激素作用。作者布鲁斯.格里格和他的同事, 提到他们对于鸡嗉子对生产抗体的重要性表示“怀疑”。格里克和他的同事们为了研究鸡嗉子的生理作用,把小鸡的鸡嗉子摘除以后做不相关实验。让实验者大出意外的是,小鸡显示出相当弱的排斥反应。
盖德和库柏决定重新考察鸡嗉子和鸡胸腺生理作用。到此时,摘除鸡嗉子和鸡胸腺却产生与此前相佐的结果。库柏推断出这些差异的产生是因为一些鸡嗉子和鸡胸腺摘除以后可能产生免疫细胞。他的办法是将刚孵化出来的小鸡摘除鸡嗉子和鸡胸腺后辐射一天, 可消除孵化前鸡胸腺或者鸡嗉子产生的任何细胞,这些小鸡就这样揭开鸡胸或者鸡嗉子在免疫发育过程所起的作用。
发表在1965年1月《自然》杂志的结果引人注目, 注射过牛血清蛋白(一种从牛身上提取的蛋白质)或者注射过布氏杆菌的小鸡没有鸡嗉子,辐射这些没有鸡嗉子的小鸡就不会产生任何抗体。鸟禽类血清经常缺乏主要抗体类物质。依赖于胸腺分泌,脾的白髓区域尚是完整的。这种突出表现型高度存在于与X染色体相关的丙种球蛋白缺乏症的病人身上。
第二年,库柏和他的同事们继续他们创新性研究,在《实验性药物》发表论文。他们用辐射过的小鸡(既没有胸腺也没有鸡嗉子)做实验弄清两种器官产生免疫细胞的不同功能。他们发现抗体反应必需用到取自鸡嗉子的B细胞,而取自胸腺的T细胞具有免疫细胞全部功能, 调解迟发型超敏反应、移植物抗宿主反应和皮肤移植排斥反应。
对免疫缺陷病的两种淋巴细胞模型有说服力的例子层出不穷,因为与X染色体有关的丙种球蛋白缺乏症患者无法生产抗体不能进行细胞免疫。他们的疾病可能只是由于产生不出B细胞。相应的是, Swiss-type(斯威斯型——音译)丙种球蛋白缺乏症患者,基于细胞免疫和基于抗体免疫两种免疫严重混合, 很可能是缺乏T细胞谱系和B细胞谱系所共有的一种前体细胞引起。毫不奇怪的是,临床医生要比免疫学家更多依赖于库柏的发现。
接下来是,摆在库柏最重要问题是在动物身上找到与鸡嗉子相对应的器官。找不到这种器官,其发现在动物身上的相关性和普适性还要争论将近十年。科学家们经常问库柏, “马克斯,今年能找到鸡嗉子对应的器官?”
在动物身上找到与鸡嗉子相对应器官被证明是困难. 起初, 库柏和他的同事猜测肠组织是B细胞,他们费出巨大努力才解开这道难题。
这个答案终于在1974年找到。此时,库柏和英国伦敦大学学院的马提尼.腊夫、约翰.欧文一起,从怀孕14天母鼠取出新生小老鼠肝脏细胞进行培养,经过四到七天培养, B细胞培养出来了。同时, 墨尔本怀特.伊莉莎.霍尔医学研究所古斯塔夫.诺萨尔和瑞士日内瓦大学皮埃尔.瓦萨里率领小组用老鼠的脊椎组织取得类似的发现。换句话说,动物的造血组织和小鸡的鸡嗉子有相同功能。
到七十年代末期,这种对不同淋巴谱系的认识开始改变白血病和淋巴癌治疗方法。这些肿瘤的源细胞现在能用来给癌症分类并为其定制治疗方法。这样, 急性淋巴母细胞白血病可能是来自于B细胞或者可能来自于T细胞也可能两者都不是;非霍奇金淋巴瘤和伯基特氏淋巴癌是来自于 B细胞。这些癌症各种治疗的有效性经常与其分类正好吻合。
药物和疫苗
B细胞在生物学上最大影响之一是发明杂交瘤技术—抗体无限繁殖细胞株。在1975年, 英国剑桥大学国立医学研究所分子生物实验室乔治.科勒和塞萨尔.米尔斯坦,据报道他们把B细胞与一个骨髓瘤细胞株混合。所得到的杂交细胞不断产生自己特殊的抗体。正是单克隆抗体技术, 乔治.科勒、塞萨尔.米尔斯坦、尼尔斯瓜分了1984诺贝尔生理医学奖。
这一成就所产生的效果是难于超越。接下来几年, 分子抗体渗入到试验生理学方方面面。这些分子药效强大,特殊试剂能用来鉴别、分离和拢动几乎任何分子或者细胞。从临床上来说,分子抗体已经变成诊断学和处方学最有力工具之一。
库柏的发现也为了回答无性繁殖选择理论这个基本问题打下基础。无性繁殖的多样性如何产生?在1976年,利根川进对这个问题简洁的分子解决方案进行阐明。 B 细胞把一大堆片断整合成由三个碱基对为一组基因节段,再把这些基因区段装配成各种各样的抗体。
最后,从化学角度已经做过非常多阐述的抗体现在要从遗传学角度、从细胞角度和组织角度去认识。到八十年代中期, 通过他们对B细胞和T 细胞体系发现,T细胞体系无性繁殖的性质也得到解释。库柏和他的同事们着手进行一系列里程碑式发现,把化学方面规律和细胞学方面规律整合在一起。
在研究B细胞的生理学仍留有关键问题。特别是在开发人类免疫缺陷病毒疫苗、流感和很多其他致病原疫苗有很多无法满足的重要需求。在凭经验方法对付传染病不管用之时,如果懂得B细胞如何经过优胜劣汰转化成长期生存下来细胞,就会为我们提供指导。
随着这些发现不断改善人类健康,重要的是,铭记这一切都源自于库柏用小鸡在50年前做一项试验。
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