免疫细胞如何扫清障碍开展免疫救援?

发布日期:2020-12-23 发布人:本站 浏览次数:163

当病原体攻入我们的身体时,系统就会召唤免疫大军。但免疫细胞在得到信号并且到达异常细胞的过程中,却面临诸多障碍。比如,致密组织的拦阻。那么诸如白细胞之类的国土防卫部队到底是怎么穿越不同组织奔赴前线的呢?


免疫细胞如何扫清障碍开展免疫救援?


实验显示,T细胞排队通过隧道——表明创建通道后,它们行程加快了(Sadjadi et al., Biophysical Journal, 2020)

在最新的研究里,生理学家证明,某类白细胞(细胞毒性T淋巴细胞CTL)能够在组织中打洞,为急行军扫清道路。
人体的免疫系统由免疫器官、免疫细胞、免疫分子组成。正是因为免疫系统24小时昼夜不停地工作,我们的健康才能有效保护。当有外物(细菌、病毒、真菌、寄生虫)入侵时,免疫系统立即可以调配不同功能的免疫细胞,来对付入侵外物。当人体出现异常细胞(如癌变细胞),免疫系统则可以起到监视的作用,能够及时发现并清除体内的异常细胞。

CTL,也被称为杀伤性T细胞。它和自然杀伤细胞(NK)是人体主要的细胞毒性杀伤细胞,可破坏被感染的、癌性的或其他受损的细胞。他们靶向有问题的细胞(抗原)的特定分子。在疾病或感染开始期间,这些靶标的数量通常很少,因此CTL快速索敌的能力对于有效的免疫很重要。


免疫细胞如何扫清障碍开展免疫救援?


近日,发表在《Biophysical Journal》上的一项研究中,来自德国萨尔大学的研究团队通过实验就演示了这些细胞如何像挖掘机一样在组织中一边清障,一边开辟隧道,为后面更庞大的“救援细胞”扫清了障碍。

通常,杀伤性T细胞靶标位于致密的细胞外基质内,这是我们体内细胞间的物质,可为我们的细胞提供锚点,结构支持和生化信号。


免疫细胞如何扫清障碍开展免疫救援?


在光片显微镜下,我们可以看到红色的CTL通过绿色的胶原纤维时,边推边挖出一条通道。

存在不同类型的细胞外基质,包括血浆和结缔组织。胶原纤维支架、弹性蛋白的拉伸和粘性蛋白黏附的复杂过程——弹性蛋白和粘性蛋白有助于将所有东西结合在一起——使细胞外基质发生各种变化,其中细胞外囊泡和毛细血管细胞就铺设在那里。
萨尔大学(Saarland University)的生物物理学家Zeinab Sadjadi和同事使用母牛的胶原蛋白创建了细胞外基质的模型。然后,他们观察人类的CTL如何穿越不同密度的基质。
杀伤性T细胞具有缓慢摆动和快速移动两种状态,以及在两者之间切换的传播模式。当它们在组织中移动时,人体细胞会整体微调并伸展出胶原纤维,形成隧道,其他免疫因子会利用隧道通过组织。
因此,杀伤性T细胞快速找到它们的能力对于有效的免疫反应非常重要。这也为下一步设计有效的免疫治疗策略以清除异常细胞提供了理论支持。免疫系统作为人体的保护系统,在许多疾病的研究中都扮演着关键角色。而对免疫系统的日益了解,也将为提出更多疾病的治疗策略提供了实现路径。
实验显示,T细胞在这些隧道中相互跟随,就像上图的动画中看到的那样。一旦通道建立,它们就会改变成更快的速度移动。
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