DNA released from dying host cells mediates aluminum adjuvant activity

Marichal, T. et al. 2011. Nat. Med. 17:996-1002.

Student: Yi-Jui Chuang (莊宜叡)                                   -Time: 13:10-14:00, Oct. 19, 2011

Commentator: Dr. Yee-Shin Lin (林以行 博士)          -Place: Room 601

Abstract

疫苗接種時常使用鋁鹽做為佐劑，但是鋁鹽如何提高身體對抗原的免疫原性的詳細機制仍然是個未知的謎題。先前的文獻指出鋁鹽具有細胞毒性 [1] 且會促使死亡細胞放出damage-associated molecular pattern (DAMP)，DAMP 由死亡細胞中釋放後會造成先天性免疫系統活化。在本篇論文中，作者給予小鼠鋁鹽類佐劑與抗原，觀察 DAMP 是否在鋁鹽類佐劑的處理之下有幫助提高免疫原性以及活化後天性免疫反應的效果。作者們發現鋁鹽確實會促使細胞死亡並且釋放出宿主 DNA，且此現象隨著鋁鹽濃度增高亦趨明顯。由先前研究指出，由死亡細胞所釋放出的宿主DNA大部分會促使interferon response factor (IRF) 3活化 [2]。而本篇作者們發現，注射鋁鹽後，死亡細胞所釋放出的宿主DNA 可藉由IRF3啟動後天性免疫反應以及TH2 細胞活化。給予IRF3 剔除的小鼠鋁鹽後發現淋巴結中的 inflammatory monocyte(iMono)-derived inflammatory dendritic cells (iDCs) 數目顯著下降。近年來的研究指出iDCs 需要IL-12p80 才能對chemokines的訊號有所反應 [3]. IRF3 剔除小鼠體內的IL-12p80 表現量明顯較正常小鼠低，證明IL-12p80對於鋁鹽活化iDC的效果扮演著重要的角色。上述現象指出，鋁鹽可引發宿主細胞死亡並釋放自身DNA活化先天性免疫細胞中的iDC，藉此進一步啟動後天性免疫反應。

References

1.      Goto, N. et al. 1997. Local tissue irritating effects and adjuvant activities of calcium phosphate and aluminum hydroxide with different physical properties. Vaccine. 15:1364-1371.

2.      Chiu, Y. H. et al. 2009. RNA polymerase III detects cytosolic DNA and induces type I interferons through the RIG-I pathway. Cell. 138:576-591.

3.      Khader, S. A. et al. 2006. Interleukin 12p40 is required for dendritic cell migration and T cell priming after Mycobacterium tuberculosis infection. J. Exp. Med. 203:1805-1815.