Иммунофизика

Иммунофизика — это новая междисциплинарная область исследований, использующая иммунологические, биологические, физические и химические подходы для выяснения и модификации иммуноопосредованных механизмов и расширения наших знаний о патомеханизмах хронических иммуноопосредованных заболеваний, таких как артрит , воспалительные заболевания кишечника , астма и хронические инфекции. .

Фон

Иммунные реакции жестко регулируются и обычно купируются самостоятельно. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} Нарушение регуляции может привести к хроническим воспалительным заболеваниям (иммунохронности). Помимо биохимических молекулярных механизмов, на иммунную систему влияют физические факторы . К таким компонентам относятся:

Факторы микроокружения, такие как тонус, pH, давление кислорода и окислительно-восстановительный статус иммунных клеток. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}^{[ 8 ]}^{[ 9 ]}
Механические факторы, такие как давление тканей, жесткость клеток и подвижность клеток. ^{[ 10 ]}^{[ 11 ]}
Физика клеточных мембран, такая как состав мембран и частицы ^{[ 12 ]}

Область исследований иммунофизики направлена на изучение влияния этих физико-химических параметров на функцию иммунной системы в норме и при заболеваниях.

Методы

Иммунофизические методы включают спектроскопию ядерного магнитного резонанса , магнитно-резонансную томографию (МРТ), двухэнергетическую компьютерную томографию, ^{[ 13 ]} флуоресцентно-времяжизненная визуализирующая микроскопия , мультиспектральная оптоакустическая томография (МСОТ), высокопроизводительная микрофлюидная цитометрия, ^{[ 14 ]} микроскопия интерферометрического рассеяния (iSCAT) и криогенная оптическая локализация в 3D (COLD).

Приложения

Считается, что иммунофизические исследования открывают новые перспективы для изучения патомеханизмов иммуноопосредованных воспалительных заболеваний, помогают разрабатывать новые методы выявления и диагностики этих заболеваний, а также расширяют возможности лечения таких заболеваний.

См. также

Воспаление

Ссылки

^ Мерфи и Уивер, Кеннет и Кейси (2016). Учебник Джейнвей по иммунобиологии . Тейлора и Фрэнсиса Лтд. ISBN 978-0-8153-4551-0 .
^ Натан, Карл (2002). «Точки контроля при воспалении». Природа . 420 (6917): 846–852. Бибкод : 2002Natur.420..846N . дои : 10.1038/nature01320 . ПМИД 12490957 . S2CID 4426546 .
^ Келлум, Джон А.; Сун, Минчен; Ли, Джинью (01 января 2004 г.). «Научный обзор: внеклеточный ацидоз и иммунный ответ: клинические и физиологические последствия» . Критическая помощь . 8 (5): 331–6. дои : 10.1186/cc2900 . ISSN 1364-8535 . ПМК 1065014 . ПМИД 15469594 .
^ Богдан, Кристиан (01 марта 2015 г.). «Синтаза оксида азота во врожденном и адаптивном иммунитете: обновленная информация». Тенденции в иммунологии . 36 (3): 161–178. дои : 10.1016/j.it.2015.01.003 . ISSN 1471-4906 . ПМИД 25687683 .
^ Натан, Карл; Каннингем-Бассел, Эми (2013). «За пределами окислительного стресса: руководство иммунолога по активным формам кислорода» . Обзоры природы Иммунология . 13 (5): 349–361. дои : 10.1038/nri3423 . ПМК 4250048 . ПМИД 23618831 .
^ Махник, Агнес; Нойхофер, Вольфганг; Янч, Джонатан; Дальманн, Анке; Таммела, Туомас; Мачура, Катарина; Пак, Джун-Гын; Бек, Франц-Ксавер; Мюллер, Доминик Н (2009). «Макрофаги регулируют зависящий от соли объем и кровяное давление с помощью механизма буферизации, зависящего от фактора роста эндотелия сосудов C». Природная медицина . 15 (5): 545–552. дои : 10.1038/нм.1960 . ПМИД 19412173 . S2CID 10526891 .
^ Янч, Джонатан; Шац, Валентин; Фридрих, Диана; Шредер, Агнес; Копп, Кристоф; Зигерт, Изабель; Маронна, Андреас; Вендельборн, Дэвид; Линц, Питер (3 марта 2015 г.). «Накопление Na+ в коже усиливает антимикробную барьерную функцию кожи и усиливает защиту хозяина, управляемую макрофагами» . Клеточный метаболизм . 21 (3): 493–501. дои : 10.1016/j.cmet.2015.02.003 . ISSN 1550-4131 . ПМК 4350016 . ПМИД 25738463 .
^ Кляйневитфельд, Маркус; Манзель, Арндт; Титце, Йенс; Квакан, Хеда; Йосеф, Нир; Линкер, Ральф А.; Мюллер, Доминик Н.; Хафлер, Дэвид А. (2013). «Хлорид натрия вызывает аутоиммунные заболевания путем индукции патогенных клеток TH17» . Природа . 496 (7446): 518–522. Бибкод : 2013Natur.496..518K . дои : 10.1038/nature11868 . ПМЦ 3746493 . ПМИД 23467095 .
^ Шапиро Л. и Динарелло, Калифорния (1995). «Осмотическая регуляция синтеза цитокинов in vitro» . Proc Natl Acad Sci США . 92 (26): 12230–4. Бибкод : 1995PNAS...9212230S . дои : 10.1073/pnas.92.26.12230 . ПМК 40330 . ПМИД 8618875 .
^ Фэй, Мередит Э.; Майерс, Дэвид Р.; Кумар, Амит; Тербифилд, Кори Т.; Байлер, Ребекка; Кроуфорд, Кейси; Маннино, Роберт Г.; Лаохапант, Элвин; Тыбурски, Эрика А. (23 февраля 2016 г.). «Размягчение клеток опосредует демаргинацию и перемещение лейкоцитов, тем самым увеличивая клинические показатели крови» . Труды Национальной академии наук . 113 (8): 1987–1992. Бибкод : 2016PNAS..113.1987F . дои : 10.1073/pnas.1508920113 . ISSN 0027-8424 . ПМЦ 4776450 . ПМИД 26858400 .
^ Риснер, Катарина; Ши, Ю; Якоби, Анджела; Кретер, Мартин; Калупа, Мартина; МакГири, Александрия; Мертлиц, Сара; Кордес, Штеффен; Шрезенмайер, Йенс-Флориан (6 апреля 2017 г.). «Инициирование острой реакции трансплантат против хозяина путем ангиогенеза» . Кровь . 129 (14): 2021–2032. дои : 10.1182/blood-2016-08-736314 . ISSN 0006-4971 . ПМИД 28096092 .
^ Муньос, Луис Э.; Белый, Ростислав; Бирманн, Мона ХК; Кинхёфер, Дебора; Мауэредер, Кристиан; Хан, Йонас; Браунер, Ян М.; Вайднер, Даниэла; Чен, Джин (04 октября 2016 г.). «Наночастицы в зависимости от размера инициируют самоограничивающееся воспаление, вызванное НЕТозом» . Труды Национальной академии наук . 113 (40): Е5856–Е5865. Бибкод : 2016PNAS..113E5856M . дои : 10.1073/pnas.1602230113 . ISSN 0027-8424 . ПМК 5056044 . ПМИД 27647892 .
^ Маккалоу, Синтия Х.; Ленг, Шуай; Ю, Лифэн; Флетчер, Джоэл Г. (24 августа 2015 г.). «Двух- и мультиэнергетическая КТ: принципы, технические подходы и клиническое применение» . Радиология . 276 (3): 637–653. дои : 10.1148/radiol.2015142631 . ISSN 0033-8419 . ПМЦ 4557396 . ПМИД 26302388 .
^ Влодкович, Дональд; Дажинкевич, Збигнев (1 января 2011 г.). «Восстание микромашин: микрофлюидика и будущее цитометрии». В Збигневе Дажинкевиче; Елена Холден; Альберто Орфао; Уильям Телфорд; Дональд Влодкович (ред.). Последние достижения в цитометрии, Часть A – Приборы, методы . Методы клеточной биологии. Том. 102. Академическая пресса. стр. 105–125. дои : 10.1016/b978-0-12-374912-3.00005-5 . ISBN 9780123749123 . ПМК 3241275 . ПМИД 21704837 .

Внешние ссылки

[1] Мерфи и Уивер, Кеннет и Кейси (2016). Учебник Джейнвей по иммунобиологии . Тейлора и Фрэнсиса Лтд. ISBN 978-0-8153-4551-0 .

[2] Натан, Карл (2002). «Точки контроля при воспалении». Природа . 420 (6917): 846–852. Бибкод : 2002Natur.420..846N . дои : 10.1038/nature01320 . ПМИД 12490957 . S2CID 4426546 .

[3] Келлум, Джон А.; Сун, Минчен; Ли, Джинью (01 января 2004 г.). «Научный обзор: внеклеточный ацидоз и иммунный ответ: клинические и физиологические последствия» . Критическая помощь . 8 (5): 331–6. дои : 10.1186/cc2900 . ISSN 1364-8535 . ПМК 1065014 . ПМИД 15469594 .

[4] Богдан, Кристиан (01 марта 2015 г.). «Синтаза оксида азота во врожденном и адаптивном иммунитете: обновленная информация». Тенденции в иммунологии . 36 (3): 161–178. дои : 10.1016/j.it.2015.01.003 . ISSN 1471-4906 . ПМИД 25687683 .

[5] Натан, Карл; Каннингем-Бассел, Эми (2013). «За пределами окислительного стресса: руководство иммунолога по активным формам кислорода» . Обзоры природы Иммунология . 13 (5): 349–361. дои : 10.1038/nri3423 . ПМК 4250048 . ПМИД 23618831 .

[6] Махник, Агнес; Нойхофер, Вольфганг; Янч, Джонатан; Дальманн, Анке; Таммела, Туомас; Мачура, Катарина; Пак, Джун-Гын; Бек, Франц-Ксавер; Мюллер, Доминик Н (2009). «Макрофаги регулируют зависящий от соли объем и кровяное давление с помощью механизма буферизации, зависящего от фактора роста эндотелия сосудов C». Природная медицина . 15 (5): 545–552. дои : 10.1038/нм.1960 . ПМИД 19412173 . S2CID 10526891 .

[7] Янч, Джонатан; Шац, Валентин; Фридрих, Диана; Шредер, Агнес; Копп, Кристоф; Зигерт, Изабель; Маронна, Андреас; Вендельборн, Дэвид; Линц, Питер (3 марта 2015 г.). «Накопление Na+ в коже усиливает антимикробную барьерную функцию кожи и усиливает защиту хозяина, управляемую макрофагами» . Клеточный метаболизм . 21 (3): 493–501. дои : 10.1016/j.cmet.2015.02.003 . ISSN 1550-4131 . ПМК 4350016 . ПМИД 25738463 .

[8] Кляйневитфельд, Маркус; Манзель, Арндт; Титце, Йенс; Квакан, Хеда; Йосеф, Нир; Линкер, Ральф А.; Мюллер, Доминик Н.; Хафлер, Дэвид А. (2013). «Хлорид натрия вызывает аутоиммунные заболевания путем индукции патогенных клеток TH17» . Природа . 496 (7446): 518–522. Бибкод : 2013Natur.496..518K . дои : 10.1038/nature11868 . ПМЦ 3746493 . ПМИД 23467095 .

[9] Шапиро Л. и Динарелло, Калифорния (1995). «Осмотическая регуляция синтеза цитокинов in vitro» . Proc Natl Acad Sci США . 92 (26): 12230–4. Бибкод : 1995PNAS...9212230S . дои : 10.1073/pnas.92.26.12230 . ПМК 40330 . ПМИД 8618875 .

[10] Фэй, Мередит Э.; Майерс, Дэвид Р.; Кумар, Амит; Тербифилд, Кори Т.; Байлер, Ребекка; Кроуфорд, Кейси; Маннино, Роберт Г.; Лаохапант, Элвин; Тыбурски, Эрика А. (23 февраля 2016 г.). «Размягчение клеток опосредует демаргинацию и перемещение лейкоцитов, тем самым увеличивая клинические показатели крови» . Труды Национальной академии наук . 113 (8): 1987–1992. Бибкод : 2016PNAS..113.1987F . дои : 10.1073/pnas.1508920113 . ISSN 0027-8424 . ПМЦ 4776450 . ПМИД 26858400 .

[11] Риснер, Катарина; Ши, Ю; Якоби, Анджела; Кретер, Мартин; Калупа, Мартина; МакГири, Александрия; Мертлиц, Сара; Кордес, Штеффен; Шрезенмайер, Йенс-Флориан (6 апреля 2017 г.). «Инициирование острой реакции трансплантат против хозяина путем ангиогенеза» . Кровь . 129 (14): 2021–2032. дои : 10.1182/blood-2016-08-736314 . ISSN 0006-4971 . ПМИД 28096092 .

[12] Муньос, Луис Э.; Белый, Ростислав; Бирманн, Мона ХК; Кинхёфер, Дебора; Мауэредер, Кристиан; Хан, Йонас; Браунер, Ян М.; Вайднер, Даниэла; Чен, Джин (04 октября 2016 г.). «Наночастицы в зависимости от размера инициируют самоограничивающееся воспаление, вызванное НЕТозом» . Труды Национальной академии наук . 113 (40): Е5856–Е5865. Бибкод : 2016PNAS..113E5856M . дои : 10.1073/pnas.1602230113 . ISSN 0027-8424 . ПМК 5056044 . ПМИД 27647892 .

[13] Маккалоу, Синтия Х.; Ленг, Шуай; Ю, Лифэн; Флетчер, Джоэл Г. (24 августа 2015 г.). «Двух- и мультиэнергетическая КТ: принципы, технические подходы и клиническое применение» . Радиология . 276 (3): 637–653. дои : 10.1148/radiol.2015142631 . ISSN 0033-8419 . ПМЦ 4557396 . ПМИД 26302388 .

[14] Влодкович, Дональд; Дажинкевич, Збигнев (1 января 2011 г.). «Восстание микромашин: микрофлюидика и будущее цитометрии». В Збигневе Дажинкевиче; Елена Холден; Альберто Орфао; Уильям Телфорд; Дональд Влодкович (ред.). Последние достижения в цитометрии, Часть A – Приборы, методы . Методы клеточной биологии. Том. 102. Академическая пресса. стр. 105–125. дои : 10.1016/b978-0-12-374912-3.00005-5 . ISBN 9780123749123 . ПМК 3241275 . ПМИД 21704837 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]