觀(guān)看免疫細胞在組織中挖洞

研究人員在12月1日的《生物物理雜志》上報告說(shuō)，稱(chēng)為細胞毒性T淋巴細胞(CTL)的白細胞在組織中挖洞，有可能使其他CTL迅速到達受感染的細胞和腫瘤細胞。結果表明，某些CTL在通過(guò)細胞外基質(zhì)(ECM)(組織的主要成分)創(chuàng )建通道時(shí)會(huì )緩慢移動(dòng)。之后，其他CTL在通道中快速移動(dòng)，大概是為了有效地搜索和消除目標細胞。

 

薩爾大學(xué)的高級研究作者?？?middot;里格(Heiko Rieger)說(shuō)：“免疫細胞的遷移行為及其在ECM中的搜索策略尚未得到很好的理解，目前在物理學(xué)和生物學(xué)領(lǐng)域引起了很大的興趣。” “我們的發(fā)現表明，調節組織ECM的特性將對免疫反應的效率產(chǎn)生影響-并可能引發(fā)有關(guān)癌癥治療新治療策略的想法。”

CTL在消除病原體感染的細胞和腫瘤細胞中起關(guān)鍵作用。為了找到目標，他們必須在由ECM塑造的復雜生物微環(huán)境中導航和遷移。這些靶細胞在疾病發(fā)展的早期通常數量很少，因此CTL快速搜索它們的能力對于有效的免疫反應至關(guān)重要。

ECM主要由稱(chēng)為膠原的蛋白質(zhì)組成，并且在幾乎所有細胞功能中都起著(zhù)至關(guān)重要的作用。在各種類(lèi)型的癌癥中，膠原蛋白網(wǎng)絡(luò )在腫瘤附近變得密集，僵硬并高度對齊，從而促進(jìn)癌細胞的運輸并使ECM成為癌癥轉移，侵襲和預后的重要因素。Rieger說(shuō)：“了解免疫細胞在膠原網(wǎng)絡(luò )中的遷移和相互作用對于揭示免疫反應的基礎細節和設計有效的治療策略至關(guān)重要。”

為了解決這個(gè)問(wèn)題，薩爾大學(xué)的研究人員使用具有不同濃度的牛膠原蛋白的3-D網(wǎng)絡(luò )模擬了ECM，并使用帶有光片顯微鏡的3-D活細胞成像分析了人類(lèi)CTL通過(guò)基質(zhì)的遷移軌跡。CTL顯示三種不同類(lèi)型的運動(dòng)：慢速，快動(dòng)和混合運動(dòng)。作者Zeinab Sadjadi進(jìn)行的數學(xué)建模表明，細胞在慢速狀態(tài)和快速狀態(tài)之間切換。

先前已經(jīng)報道了在靶細胞存在下膠原蛋白中的自然殺傷(NK)細胞類(lèi)似的運動(dòng)類(lèi)型。NK細胞具有與CTL類(lèi)似的免疫功能。Rieger說(shuō)：“ CTL和NK細胞軌跡的特征相似性表明兩種細胞都通過(guò)膠原網(wǎng)絡(luò )遷移的共同機制。”

基于初的發(fā)現，研究人員假設CTL推開(kāi)并撕開(kāi)膠原蛋白纖維形成通道時(shí)會(huì )緩慢移動(dòng)，從而促進(jìn)膠原蛋白網(wǎng)絡(luò )中其他T細胞的快速運動(dòng)。實(shí)驗證據支持這種情況。例如，遷移的T細胞在*相同的軌道上彼此跟隨，并且細胞在膠原蛋白基質(zhì)內的通道狀腔中快速移動(dòng)。

該研究的一個(gè)重要限制是它使用了合成膠原蛋白基質(zhì)?；罱M織包含許多其他成分，可能會(huì )影響免疫細胞的遷移行為。

展望未來(lái)，研究人員計劃分析T細胞對ECM的長(cháng)期影響。他們還將檢查通道是否增強CTL搜索膠原蛋白基質(zhì)中靶細胞的能力。Rieger說(shuō)：“了解CTL在此類(lèi)組織中的遷移方式可能會(huì )導致預防癌癥早期轉移的新治療策略。”

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