虽然感染可能会出现许多不同的症状，但一个常见的症状是脂肪和肌肉的流失，这一过程称为消瘦。索尔克的科学家想知道浪费是否有助于抵抗感染。
Janelle Ayres教授实验室的研究人员发现，小鼠对布氏锥虫感染的消耗反应发生在两个阶段，每个阶段都受到不同免疫细胞的调节。虽然减少脂肪无助于对抗感染，但肌肉减少却有利于——这是一个令人惊讶的线索，表明一些消耗可能有助于控制疾病。
该研究结果于 2023 年 7 月 24 日发表在《细胞报告》上，可为开发更有效的治疗方法提供信息，使人们免于消瘦，并加深我们对消瘦如何影响感染、癌症、慢性疾病等疾病的生存和发病率的了解。
“我们经常 假设消瘦等情况是不好的，因为它们往往伴随着更高的死亡率，”资深作者、索尔克研究所遗产兼分子与系统生理学实验室负责人艾尔斯说。“但如果我们问，浪费的目的是什么?我们可以找到令人惊讶且富有洞察力的答案，帮助我们了解人类对感染的反应以及如何优化这种反应。”
保护身体免受入侵者的侵害需要大量的能量。先前的研究表明，这种与免疫相关的能量消耗会带来浪费的不幸后果。但艾尔斯和团队很想知道消瘦是否有益，而不仅仅是副作用。
称为 T 细胞的特殊免疫细胞对感染的反应缓慢，但当它们做出反应时，它们会适应以对抗特定的感染。艾尔斯很想知道是否是这些 T 细胞导致了消耗。如果 T 细胞是造成这种情况的原因，那就表明浪费不仅仅是耗能免疫细胞的无用副作用。
感兴趣的细胞称为 CD4+ 和 CD8+ T 细胞。CD4+ T 细胞领导对抗感染的斗争，并能促进 CD8+ T 细胞的活性，从而杀死入侵者和癌细胞。这两种类型的 T 细胞经常一起工作，因此研究人员推测它们在消瘦中的作用也可能是一种合作努力。
为了弄清楚 CD4+ 和 CD8+ T 细胞与消瘦之间的关系，研究人员将目光转向寄生虫T. brucei。由于布氏锥虫生活在脂肪中，并且可以阻止适应性免疫反应(包括 T 细胞)，因此它是解决他们有关脂肪消耗以及 T 细胞如何介导该过程的问题的完美模型感染。
研究小组研究了 1) CD4+ 和 CD8+ T 细胞在布氏锥虫感染过程中的作用，以及 2) 去除 CD4+ 和 CD8+ T 细胞如何改变受感染小鼠的寿命、死亡率、寄生虫症状和寄生虫数量。
研究人员发现，CD4+ T 细胞首先起作用并启动了脂肪消耗过程。随后，CD8+ T 细胞启动了肌肉消耗过程，但与脂肪消耗完全无关。CD4+ T 细胞诱导的脂肪消耗对小鼠抵抗布氏锥虫或感染后存活的能力没有影响。然而，与传统的肌肉萎缩假设相反，CD8+ T 细胞诱导的肌肉萎缩有助于小鼠抵抗布氏锥虫并在感染中存活下来。
第一作者、艾尔斯实验室的现任访问研究员、前研究生塞缪尔·雷德福 (Samuel Redford) 表示：“我们的发现非常令人惊讶，以至于我有时怀疑我们是否做错了什么。我们得到了惊人的结果，免疫系统功能齐全的小鼠和没有 CD4+ T 细胞的小鼠的寿命相同，这意味着，这些 CD4+ T 细胞和它们引起的脂肪消耗在对抗寄生虫时完全可以被抛弃。除此之外，我们发现通常合作的 T 细胞亚型彼此完全独立地工作。”
这些发现说明了免疫细胞在脂肪和肌肉消耗中的重要作用，以及了解此类反应的功能以指导治疗干预的必要性。
艾尔斯说：“通过观察与我们共同进化的环境和感染，我们可以了解很多关于我们的免疫系统的信息。” “虽然布氏锥虫是一个有趣且重要的病例，但令人兴奋的是通过我们的发现来推断、治疗和克服任何涉及免疫介导的消耗的疾病——寄生虫、肿瘤、慢性疾病等等。”
未来，该团队将研究其他哺乳动物以及最终人类的 T 细胞机制。他们还想更详细地探索为什么会发生肌肉萎缩，以及为什么 CD4+ 和 CD8+ T 细胞发挥这些不同的作用。
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