免疫T细胞用生物力“钓”出肿瘤细胞 浙江大学供图
浙江在线杭州2月21日讯(浙江在线记者 曾杨希 通讯员 柯溢能)在人体中,俗称白细胞的免疫细胞担任着重要的角色。当人的身体遭受病原体(如病毒等)或者肿瘤攻击时,它们便会组成复杂的“军团”,保护人体健康。
在免疫细胞中,有一种诞生于胸腺、“周游”于全身各个角落的“杀手”细胞——T细胞,它能分清外来的自身正常细胞,受病原体感染细胞以及基因突变的癌细胞并将它们直接杀死,为人体健康做出贡献。
近日,浙江大学医学院基础医学院陈伟教授课题组联合中科院生物物理研究所娄继忠团队在国际知名期刊《分子细胞》(Molecular Cell)上发表了最新研究成果,揭示了T细胞用生物力“钓”出肿瘤细胞的分子机制,为未来寻找肿瘤新抗原以及T细胞免疫治疗提供了更多基础理论和技术支持。
工作中的陈伟教授课题组 通讯员 卢绍庆 摄
那么,没有眼睛的T细胞,它是如何识别“自我”正常细胞与“非我”感染细胞的呢?这其中,涉及到不少生物学概念。
T细胞受体(T-cell receptor, TCR)是存在于T细胞膜上的蛋白质。要在人体内分辨出“自我”正常细胞与“非我”变异细胞(受病原体感染或者肿瘤细胞),它功不可没。
早在2014年,陈伟教授曾在《细胞》(Cell)杂志上发表文章指出:TCR与人体能够激活T细胞的分子复合物之间,会产生特异性相互作用,且由细胞产生的生物力可以增强其相互作用,从而能放大“自我”与“非我”抗原之间的细微差别。
顺着这项研究,课题组进一步深入挖掘出了这个过程中的分子机制。
他们发现,T细胞通过TCR分子与“非我”抗原相互作用后,所产生的生物力能促使“非我”抗原的构象发生变化,让TCR与“非我”抗原的“粘贴”更加紧密且产生的相互作用增强;但是,在这个过程中,“自我”抗原却不会发生变化,由此,生物力可以迅速将其与TCR分子分开,并削弱它们之间的相互作用。
“这个生物力,就好像钓鱼时给鱼竿的一个拉力——一拉鱼竿时,鱼与鱼钩更加吃紧。”陈伟解释,他们在实验中发现,在不加力的情况下,“自我”与“非我”抗原与TCR的结合时间差不多;但是在加力的情况下,“非我”抗原与TCR的结合时间要长出十几倍。“因此,生物力能够放大T细胞中‘自我’和‘非我’抗原的差别,帮助TCR实现精准的‘非我’抗原识别。”
免疫T细胞用生物力“钓”出肿瘤细胞分子机制 浙江大学 供图
这项研究结果,不仅为T细胞精确识别不同抗原提供了重要的实验依据和理论基础,同时对肿瘤新抗原的寻找、新兴免疫治疗药物的开发,特别是基于新抗原的TCR-T细胞免疫治疗的研发以及优化疾病临床免疫治疗方案提供了关键的基础理论和技术支持。
“这也是本项研究的精彩之处,通过生物力,肿瘤细胞和正常细胞在生物学上的差异被放大。”陈伟说,“因此,未来如何能够通过这一规律,找到特异性识别肿瘤的T细胞并加以扩增,使其能够更有效地杀伤肿瘤细胞,是未来肿瘤免疫治疗(特别是实体瘤)临床研究的重要方向之一。”
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