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疫苗主要作用于我們的免疫系統。說到免疫系統，就不得不提樹突狀細胞。樹突狀細胞(DCs)吞噬、加工并將抗原呈遞給原始T細胞，從而在啟動對感染或接種疫苗后的適應性免疫反應中發揮關鍵作用。
先天和適應性免疫系統的細胞，包括dc，表達內源性分子鐘的所有成分，并在基因表達中顯示晝夜節律性。這些細胞計時器每天產生一系列關鍵免疫細胞功能的振蕩，如吞噬作用、細胞因子產生、細胞轉運、細胞遷移以及抗寄生蟲、抗菌和抗病毒免疫反應。在老年人中，上午接種流感疫苗比下午接種疫苗產生更高的抗體滴度8。早晨接種卡介苗的人比晚上接種的人表現出更強的免疫反應。然而，調節人類疫苗免疫反應的這些時間差異的機制仍然知之甚少。
dc的代謝變化可影響其分化和激活。線粒體是細胞代謝變化的中心，是ATP形式能量生產的主要部位。線粒體在其空間分布、形態和內部結構方面是高度動態的細胞器，并不斷改變其形狀以滿足細胞的能量需求。細胞可以通過改變細胞內融合和裂變過程的平衡來改變線粒體形態。線粒體融合導致兩個線粒體結合為一個，并由MFN蛋白和GTPase OPA1介導。而線粒體裂變涉及單個線粒體分裂為兩個子線粒體，部分由胞質GTPase DRP1介導。最近，我們報道了小鼠巨噬細胞的線粒體動態受到分子鐘的嚴格控制。線粒體在休息階段表現出增強的融合，在活動階段表現出增強的裂變。靜息期結束時的融合狀態與較高的ATP產量和吞噬功能相關。氧化磷酸化(OXPHOS)和ATP生成中的這些振蕩已在一系列細胞類型中得到證實，并與NAMPT-NAD-SIRT1/3軸相關，并依賴于DRP1磷酸化的晝夜變化。然而，目前尚不清楚在DC中線粒體形態是否受時鐘控制，以及這可能對DC功能產生什么影響。
線粒體還充當鈣庫，調節胞質鈣水平和調節生物途徑。研究表明，分子鐘驅動了星形膠質細胞中線粒體鈣和ATP產生的振蕩。鈣對于dc的趨化因子依賴性遷移至關重要。趨化因子受體，如CCR7的參與，通過增加Ca2+流入觸發dc的運輸。有趣的是，Holtkamp等人證明，在小鼠休息階段，由于CCR7的時鐘控制，皮膚dc優先遷移到淋巴管。因此，細胞Ca2+的控制是DC功能的重要決定因素，但調節DC內Ca2+定位的分子機制及其后果尚不清楚。
因此，研究人員試圖研究晝夜節律對DC功能的影響，以及這是否可以解釋在某些疫苗誘導的保護性免疫反應中觀察到的晝夜變化。有越來越多的證據表明，細胞代謝和線粒體是DC功能的核心。然而，目前尚不清楚晝夜節律是否可能與這些代謝途徑交叉，從而對DC功能施加時間上的影響。
近日一項研究中，研究人員發現DC分子鐘控制鈣動員、線粒體動力學和代謝，從而影響抗原處理和T細胞激活。相關研究發表在《Nature》上，文章標題為：“The circadian clock influences T cell responses to vaccination by regulating dendritic cell antigen processing"。
當小鼠在休息期間接種疫苗時，T細胞的反應比激活期更強。研究發現抗原處理中的晝夜節律與線粒體形態和代謝的節律相關，依賴于分子鐘基因Bmal1。使用Mdivi-1，一種促進線粒體融合的化合物，能夠挽救抗原處理中的晝夜節律缺陷，并將線粒體形態和抗原處理機械地聯系起來。此外，還發現線粒體Ca2+的晝夜節律變化對抗原處理的晝夜節律調節至關重要。研究結果表明，線粒體鈣的節律性變化與線粒體形態的變化相關，調節抗原的加工。
了解這些功能上重要的DCs每日振蕩可能決定接種疫苗的最佳時間，也可能發現增強DC功能的有用方法，以增強疫苗誘導的免疫反應。
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