T细胞区分靶细胞“敌我”,以“握力”为准!

原标题:T细胞区分靶细胞“敌我” , 以“握力”为准!
PNAS期刊发表的一篇研究文章 , 讲述T细胞作为免疫系统的“保卫队” , 通过表面抗原受体与配体结合“握力”判断所遇细胞好坏 。

T细胞区分靶细胞“敌我”,以“握力”为准!
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该成果由埃默里大学专注于细胞机械学研究的物理学家KhalidSalaita团队与微生物免疫学系BrianEvavold团队合作完成 。 他们首次直接证实 , T细胞能够借助受体、配体之间精准的机械牵拉 , 识别外源细胞 。 这种互作力是T细胞判断是否启动免疫反应的核心 。
类似于“握手” , 如果握力温柔 , 那么靶细胞是好细胞 。 如果握力强硬 , 则意味着是坏细胞 。 那么这种握力的标准是什么呢?Evavold团队如何测量的呢?
T细胞与靶细胞的互作不纯粹是化学反应 , 还涉及力学
T细胞具有很多生物学功能 , 包括消灭靶细胞、调控B细胞分泌抗体、启动免疫反应等等 , 能够防御疾病感染、肿瘤形成 。 T细胞表面有T细胞抗原受体(Tcellreceptor , TCR) , 能够识别致病性或者癌变细胞表面特定的抗原配体 。 当T细胞检测出一个抗原呈递细胞(antigen-presentingcell , APC) , 它的抗原受体会与配体识别并结合 。 如果T细胞受体判定该配体是外源的 , 那么T细胞则会被激活 , 启动钙离子信号通路 。 释放的钙离子会进一步引发下游级联信号反应 , 从而招募更多的免疫细胞参与免疫应答 。
但是 , T细胞如何识别抗原配体并做出后续反应还不完全清楚 。 Salaita团队认为 , 并不能把T细胞与靶细胞的识别过程看做一个纯粹的化学反应 。 他们推测 , 抗原配体与受体互作的力学将可能是免疫反应启动与否的关键 , 互作的力度大小将给T细胞传递是否响应的信号 。
为了验证这一假设 , Salaita团队开发出一个基于DNA的纳米颗粒张力传感器 , 能够从“皮牛顿”这一微小力学单位水平测量细胞互作的力量 , 相当于一个苹果的百万分之一重量 。
以皮牛顿为单位 , 衡量T细胞的“握力”
研究人员从老鼠身上提取T细胞 , 以其为材料与个别氨基酸被修饰的突变配体进行互作 。 其中 , 有一些突变配体相当于强劲的“锚” , 能够与TCR强烈契合 。 试验中T细胞与配体结合的过程、力度能够借助传感器、显微镜被记录下来 。
当T细胞与靶细胞相遇 , 通过表面受配体识别、结合 。 这一互作过程牵涉的力度非常精密而准确 , 且不会长时间持续 。 通过牵拉、暂停 , 再牵拉、暂停 , 最终控制整个靶细胞 。
如果 , 受体与配体的互作力度轻柔 , T细胞并不会被完全激活 。 相反 , 当受体与配体互作激烈 , T细胞则会被完全激活 。
如何测量呢?研究人员通过探针实现力度测试过程 。 结果发现:当探针受到的力度为19皮牛顿 , 将发出荧光 。 当力度为12皮牛顿 , 探针将不会发出荧光 。 伴随着荧光信号 , T细胞将会开启钙离子信号通路 , 细胞内钙离子浓度会上调 , 预示着免疫反应启动 。

T细胞区分靶细胞“敌我”,以“握力”为准!
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众所周知 , 肿瘤细胞表面具有免疫逃逸关键分子 , 从而使得癌变细胞逃脱免疫系统的防御 。 借助机械学 , 我们可以开发出新方法瓦解肿瘤的逃逸机制 。 首先 , T细胞以精确的“握手”力度区分细胞好坏 。 当握力强烈 , T细胞会意识到识别的细胞是“坏”细胞 , 从而启动免疫防御 。 这一最新发现将为自身免疫疾病、肿瘤免疫治疗提供新的指示 。
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如果选取内毒素较高的血清 , 细胞一直泡在毒液里 , 短期内试不出结果 , 用不健康的细胞做实验 , 对实验结果造成严重影响 。
2.同批次数量多 , 保证了实验更加顺利的同时 , 节省了试用的时间和成本 。
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