Science揭示人体免疫新细节：杀伤性T细胞的蛋白质“炸弹”

最后更新：2020-05-12 12:03:28 手机定位技术交流文章

免疫细胞是构成免疫系统的基本单位，也是反映免疫力强弱的黄金标准。

当人体受到外来敌人入侵时，先天免疫细胞首当其冲，它们会迅速反应杀死敌人。如果开始不好，细胞毒性T淋巴细胞(杀手T细胞，CTL)，这是人类免疫的最后一道防线，将被调用。他们利用多种生物功能杀死被感染的细胞和癌细胞。这个过程我们都很熟悉。

杀死攻击癌细胞的T细胞

最近，在《科学》杂志上发表的一项新研究中，来自英国牛津大学和法国图卢兹大学的研究小组揭示了当杀手T细胞攻击“外国敌人”时的更多新细节:他们将使用装载致命化学物质的蛋白质“炸弹”来轰炸目标细胞。

——明尼苏达大学医学院的免疫学家大卫·马索普斯特评论道:“这项研究无疑是一个重要的进步，有助于进一步理解这些免疫规则如何去除危险细胞。”

为了杀死较大的癌细胞，两个较小的杀手T细胞释放蛋白质“炸弹”。资料来源:科学

众所周知，杀死T细胞最重要的武器之一是穿孔素，一种穿透靶细胞外膜的蛋白质。T细胞释放的颗粒酶可以诱导细胞凋亡或直接杀死靶细胞。然而，研究者还不清楚杀手T细胞是只释放颗粒酶和穿孔素，还是依靠特殊结构将杀手分子转运到靶细胞。

为此，牛津大学免疫学家迈克尔·达斯汀和他的团队追踪了杀手T细胞攻击时释放的分子。

结果显示，T细胞将这些分子装入团队称之为“超分子攻击粒子(SMAP)”的容器中。通过分析这些“炸弹”中的负载，科学家发现SMAP不仅含有穿孔素和颗粒酶，还含有280多种其他蛋白质。

为了更仔细地观察SMAP的结构，研究人员使用了随机光学重建显微镜，它可以准确地描述单个分子。t细胞释放许多类型的包裹在脂质中的小颗粒，但是SMAP有一层蛋白外壳，其核心携带颗粒酶和穿孔素。

照片来源:科学

研究人员得出结论，杀手T细胞不仅释放穿孔素和颗粒酶，还使用复杂的容器运输它们。

为了模拟杀手T细胞和它们的靶细胞之间的相互作用，达斯汀和他的团队将T细胞置于类似细胞膜周围的双层脂质上。SMAP迅速出现在细胞膜上，这表明T细胞在吸附后开始释放SMAP。

照片来源:科学

当研究人员从细胞膜表面移除杀手T细胞时，一些SMAP病毒仍留在细胞膜上。研究小组报告称，SMAP就像分子地雷一样，可以在一天内杀死细胞。

照片来源:科学

达斯汀说，早在20世纪80年代，研究人员就已经发现了SMAP的存在，但是直到最近，研究人员还没有使用成像技术来探测它的结构。

加拿大卡尔加里大学的免疫学家克里斯托弗·莫迪说:“这篇论文值得称赞，因为它提出了一个新的范式来解释穿孔素和颗粒酶如何在靶细胞膜上聚集。”然而，他警告说，作者尚未证明杀手T细胞是先产生SMAP，然后释放它，还是先释放成分，然后在靶细胞上组装SMAP。

达斯汀说，SMAP的复杂成分表明它们可能还有其他功能。例如，SMAP粒子含有吸引免疫细胞并操纵其行为的分子，这表明信息传递也可能是它们的作用之一。

达斯汀说:“我们知道SMAP对T细胞的破坏非常重要，但我们怀疑它的影响远远不止于此。”

参考:

超分子攻击粒子是细胞毒性T细胞释放的自主杀伤实体

DOI: 10.1126/science.aay9207

这个公开号码由中国科学院微生物研究所微生物资源和大数据中心托管。

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