研究人員在12月1日的《生物物理雜志》上報告說，稱為細胞毒性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(jié)果表明，某些CTL在通過細胞外基質(zhì)(ECM)(組織的主要成分)創(chuàng)建通道時會緩慢移動。之后，其他CTL在通道中快速移動，大概是為了有效地搜索和消除目標(biāo)細胞。

 

薩爾大學(xué)的高級研究作者海科·里格(Heiko Rieger)說：“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(xiàn)表明，調(diào)節(jié)組織ECM的特性將對免疫反應(yīng)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(biāo)，他們必須在由ECM塑造的復(fù)雜生物微環(huán)境中導(dǎo)航和遷移。這些靶細胞在疾病發(fā)展的早期通常數(shù)量很少，因此CTL快速搜索它們的能力對于有效的免疫反應(yīng)至關(guān)重要。

ECM主要由稱為膠原的蛋白質(zhì)組成，并且在幾乎所有細胞功能中都起著至關(guān)重要的作用。在各種類型的癌癥中，膠原蛋白網(wǎng)絡(luò)在腫瘤附近變得密集，僵硬并高度對齊，從而促進癌細胞的運輸并使ECM成為癌癥轉(zhuǎn)移，侵襲和預(yù)后的重要因素。Rieger說：“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(yīng)的基礎(chǔ)細節(jié)和設(shè)計有效的治療策略至關(guān)重要。”

為了解決這個問題，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CTL通過基質(zhì)的遷移軌跡。CTL顯示三種不同類型的運動：慢速，快動和混合運動。作者Zeinab Sadjadi進行的數(shù)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)細胞類似的運動類型。NK細胞具有與CTL類似的免疫功能。Rieger說：“ CTL和NK細胞軌跡的特征相似性表明兩種細胞都通過膠原網(wǎng)絡(luò)遷移的共同機制。”

基于初的發(fā)現(xiàn)，研究人員假設(shè)CTL推開并撕開膠原蛋白纖維形成通道時會緩慢移動，從而促進膠原蛋白網(wǎng)絡(luò)中其他T細胞的快速運動。實驗證據(jù)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(nèi)的通道狀腔中快速移動。

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

展望未來，研究人員計劃分析T細胞對ECM的長期影響。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：“了解CTL在此類組織中的遷移方式可能會導(dǎo)致預(yù)防癌癥早期轉(zhuǎn)移的新治療策略。”

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來源：生物幫

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