解读PNAS：T细胞究竟如何通过“握手”区分敌我？
查字典生物网
2016-05-20
T细胞是免疫系统中的重要安全守卫，最近一项研究发现它们能够使用一种类似"握手"的方式区分它们遇到的细胞究竟是朋友还是敌人。这项发表在国际学术期刊PNAS上的最新研究由埃默里大学的物理生化学家KhalidSalaita领导，他主要从事细胞活动中的机械力研究。
一直以来人们已经熟知了T细胞对抗原递呈细胞递呈的抗原肽的识别过程，但是T细胞究竟如何区分抗原配体上的微小修饰以及T细胞如何决定是否做出应答一直没有得到完全了解。
由于T细胞具有很高的机动性，并且抗原识别过程发生在T细胞与抗原递呈细胞产生物理接触的膜连接处，因此研究人员提出假设，认为T细胞将特定的作用力传递到T细胞受体复合物，并通过机械化学联结影响免疫功能。
为了验证这一假设，他们开发了一种基于DNA的金纳米颗粒压力感受器，受到微小的机械力就能够发出荧光，随后研究人员从小鼠体内获得了T细胞，并利用包含8个氨基酸同时存在微小突变的多肽配体检测T细胞应答情况。他们在第四个氨基酸位置进行了微小的化学变化，如果没有机械性接触很难与正常配体进行区分。其中一些突变配体附着更为牢固，它们与移动中的T细胞之间的机械作用更加紧固。
在实验中，研究人员利用显微镜进行了视频捕捉，他们观察，记录并测量了T细胞在经过配体时产生的应答情况。研究人员表示："T细胞经过细胞表面遇到一个配体时，它会拉着它，这个过程非常精确并且非常细微，作用力不强并且无法维持。T细胞通过牵拉-停顿，牵拉-停顿的过程经过配体，似乎T细胞正在对配体进行机械性检测。"研究人员发现当T细胞遇到锚定相对较弱的配体时并未完全激活，而当其遇到锚定更牢固的配体时发生激活，表明它受到皮牛顿级别的抵抗。
为了获知T细胞施加的作用力，研究人员利用不同的压力探针对作用力进行了匹配，结果发现当作用力为19皮牛顿，并没有激发荧光，反而在作用力为12皮牛顿的时候产生了较强信号。在探针产生荧光之后，T细胞开启了钙泵，增加了细胞内钙离子浓度，表明T细胞启动了免疫应答。
最后研究人员进行了总结，T细胞首先利用特定精细的机械性作用力区分敌人和朋友，当它感知到一个精确的皮牛顿级别的作用力，T细胞就会了解到它遇到了外源物质并开启攻击信号。
研究人员表示，这项发现将帮助自身免疫疾病治疗和肿瘤免疫治疗方法的开发。
