如何防止误伤“友军”?科学家发现免疫细胞“自保”机制

细胞毒性T细胞(cytotoxic T cell,Tc或CTL),也称杀伤性T细胞。对某些病毒、肿瘤细胞等抗原物质具有杀伤作用。一旦锁定靶标,在查看过细胞身份证“MHC蛋白”后,CTL就会分泌“穿孔素”和“颗粒酶”,能够直接穿过细胞膜,使细胞全身溶解而死。

但是,CTL为何总是能“作战成功”一直是个谜。即CTL和靶细胞都暴露在突触内的穿孔素中,但只有靶细胞膜被破坏,而CTL无一例外地逃脱了。为何穿孔素会有选择性地进行破坏呢?这会是新的癌症免疫疗法的突破点吗?针对上述问题,近日,科学家们终于有了新的突破。


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DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-019-13385-x


在最新发表于《Nature communications》上的研究中,来自墨尔本伦敦大学学院等机构的科学家们发现,CTL释放出有毒蛋白杀死病毒感染细胞和肿瘤细胞,相比较化疗的杀敌一千自损八百,CTL利用自身细胞包膜的物理特性来保护自身免于任何伤害。

具体来说,研究人员发现,穿孔素与细胞表面的结合在很大程度上取决于包围和保护CTL细胞膜上分子(即脂质)的排列和堆积。


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脂质顺序可保护膜免受穿孔素的形成


主要研究人员Ilia Voskoboini解释,“我们体内的所有细胞都被由数百万个微小脂质分子组成的膜围绕着。”然而与CTL试图杀死的细胞相比,CTL膜中的脂质更紧密地堆积在一起。脂质堆积得越紧密,膜对穿孔素的作用就越难以渗透。当人为破坏这种脂质在CTL的顺序时,细胞对穿孔素更敏感,但仍然不足以被杀死,这似乎提示CTL还有另一层“防御措施”。

进一步探索发现,这是一些脂质分子带到细胞表面的负电荷,它们结合了剩余的穿孔素并阻止其损害细胞。

联合第一作者Adrian Hodel说:“我们很早就知道局部脂质的顺序可以改变细胞彼此之间的通讯方式,但是令人惊讶的是,精确的物理膜特性还可以提供如此重要的保护层,以防止分子打孔。”

“这一结果有助于解释我们的免疫系统为何能有效地杀死靶细胞。Ilia Voskoboinik指出,我们计划研究癌细胞是否可以用类似的保护措施以避免被免疫细胞杀死,这就可以解释为什么患者对癌症免疫疗法的反应存在巨大差异。” 

总的来说,这项研究为癌症免疫治疗的优化提供了理论基础,有望打破目前癌症治疗的僵局,让我们拭目以待。