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维也纳研究揭示了T细胞如何扫描身体以寻找危险

2019-04-26 12:46:59 医学研究133℃

  维也纳研究揭示了T细胞如何扫描身体以寻找危险信号的新原理

  (维也纳,17-07-2018)T细胞是抵抗病原体和癌症的中心。在它们的细胞表面,它们表达高度敏感的T细胞受体,这使它们能够检测微量的病原体或肿瘤衍生的抗原,作为清除感染或杀死异常细胞的手段。 T细胞受体如何分布在T细胞膜上已成为激烈研究的主题。维也纳医科大学和维也纳技术大学的一组科学家获得的新结果表明,目前的观点必须进行大幅修改。

          

              

          

      

      

      

      

              

              

          

          

      

                      

      

          

          

                  

      

      

      

      

              

         

          

          迄今为止,人们一直认为T细胞将其T细胞受体分离在小膜片内,作为提高其对抗原敏感性的手段。维也纳团队获得的新数据不再支持这一想法。相反,现在出现了一个新概念:T细胞受体以随机方式组织在质膜上,以促进稀有抗原的快速有效检测。该研究对于针对癌症和自身免疫疾病的T细胞疗法的设计具有重大意义,并且现在发表在“自然免疫学”杂志上。

  大西洋技术大学教授兼生物物理学家GerhardSchütz解释说,大海捞针“T细胞可以被认为是配备高灵敏度抗原探测器的哨兵”。 “每个T细胞在很大程度上都与不同的抗原发生反应。这就是为什么我们体内需要许多不同的T细胞,每个细胞都对特定抗原具有独特的特异性“。每个T细胞在其细胞表面上表达数千拷贝的T细胞受体。

  为了实现它们作为前哨的功能,T细胞与所谓的抗原呈递或靶细胞持续通信。它们通过特定的载体蛋白在其表面上显示数百万种不同的蛋白质片段 - 或抗原 - 由T细胞解释。绝大多数这些蛋白质片段来自身体,因此被T细胞忽略。然而,外来抗原或来自突变蛋白质的抗原被归类为危险信号并且非法强烈的T细胞反应,其最终导致危险源的破坏,例如,病原体,病毒感染或癌细胞。

  T细胞在大海捞针中的搜索始于与抗原呈递细胞的瞬时接触的形成。

   “你可以这样看:在抗原呈递细胞中存在的数百万种不同的密钥中,是否会有一个适合成千上万个相同锁定中的一个,即T细胞受体,以点燃T细胞的引擎?“维也纳医科大学教授兼免疫学家Johannes Huppa解释道。

  重要的是效率如何以一种敏感的方式对T细胞设法对外来抗原做出反应一直是一个争议问题。一个长期存在的理论认为T细胞受体聚集在一起作为更有效地参与抗原的手段。随着新型超分辨率显微镜技术的进步,这种技术允许活体T细胞上单个T细胞受体的可视化,该理论似乎首先得到验证:检测到异常结构并将其解释为聚集的T细胞受体。但这个结论还为时过早。 “我们首先优化了显微镜方法,然后仔细研究了T细胞”,GerhardSchütz说。事实上,这些聚类是人工制造的,因为它们是通过多次成像单个T细胞受体而产生的。

  新的维也纳研究产生了一个新概念:T细胞受体随机分布在T细胞上,加速快速有效的抗原检测,从而产生强烈的免疫反应。无论T细胞如何与抗原呈递细胞接触,对于右“钥匙”总是存在“点火锁定”,并且“点火”可以毫不拖延地迅速进行。 “这些新的见解与我们今年5月在Nature Immunology上发表的最新研究完全一致”,Johannes Huppa评论道。 “我们能够证明T细胞受体独自完成并且不像先前所认为的那样在包中捕获抗原。正如我们现在所观察到的那样,这些受体的随机分布在争取最大火力使T细胞对抗原敏感时具有很大的意义。

  用于未来精密医学的新型研究工具“我们在这里运行的目标是在大多数现代显微镜方法的最终目标下”,GerhardSchütz说。 Und Johannes Huppa补充说:“对于像我们这样的免疫学家来说,这是非常激动人心的日子。分子成像使我们成为一个能够让我们以前所未有的细节可视化活细胞中分子过程的位置。

   在真正的基础层面理解生命机制最终是成功开发未来患者定制免疫疗法的关键,我们迫切需要对抗癌症和自身免疫性疾病,如I型糖尿病或多发性硬化症。

  服务:Nature ImmunologyTCRs随机分布在静息抗原经历的T细胞的质膜上.Benedikt Rossboth,Andreas M. Arnold,Haisen Ta,RenéPlatzer,Florian Kellner,Johannes B. Huppa,Mario Brameshuber,Florian Baumgart和GerhardJ.Schütz;自然免疫学,doi.org/10.1038/s41590-018-0162-7

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