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Cell:T细胞利用机械力增强其杀伤能力

来源:生物谷 2016-03-01 14:05

2016年3月1日 讯 /生物谷BIOON/ - - 细胞与细胞之间会通过粘性接触后,进行动态地信号交换等相互作用(包括生物化学信号和生物物理信号等)。在这些细胞结合的突触上。一些微米级的细胞化学反应和细胞内的细胞骨架运动都会打破细胞张力等机械力的平衡。

众所周知,细胞可以利用干这个施加的力来感应其所处的环境中的物理特性,并将这种物理信号转导成细胞内的化学信号,这个过程被称之为机械信号传导。这种机械力已被证明对T/B等淋巴细胞的激活和分化起着关键作用。尤其是T细胞与靶细胞相互作用的过程中,在两个细胞接触面上发生分子运动(由一个细胞膜运动到另一个细胞膜上,这个过程带来的机械力的改变是否会影响T细胞的功能。目前科学工作者对这种由细胞衍生的机械力改变细胞间的信号转导等,进而影响细胞的功能研究仍不足。

最近一篇来自斯隆-凯特琳癌症中心由Morgan Huse课题组在Cell上发表了一篇文章,揭示关于细胞毒性T细胞(Cytotoxic T cell)利用机械力来增强其对靶细胞的杀伤能力的分子机理。细胞毒性T细胞与靶细胞形成免疫突触后(Immunological Synapse),T细胞会通过机械力促进细胞骨架蛋白(F-actin)的重排改变细胞膜的张力。来自T细胞膜的张力会增强由细胞毒性T细胞释放的穿孔素在靶细胞膜上成熟,最后将靶细胞溶解破坏掉。

本文亮点:1)T细胞对靶细胞的溶解破坏跟其机械力发挥成正相关;2)在靶细胞膜上的穿孔素成熟与T细胞机械力发挥成正相关;3)细胞膜上张力增加会促进穿孔素成熟;4)细胞毒性T细胞可以通过调节机械力和穿孔素的释放增强对靶细胞溶解破坏。(生物谷Bioon.com)

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DOI: DOI: http://dx.doi.org/10.1016/j.cell.2016.01.021

Cytotoxic T Cells Use Mechanical Force to Potentiate Target Cell Killing

Roshni Basu1,10 Benjamin M. Whitlock2,10 Julien Husson3,10 Audrey Le Floc'h1 Weiyang Jin4 Alon Oyler-Yaniv5 Farokh Dotiwala6 Gregory Giannone7 Claire Hivroz8 Nicolas Biais9 Judy Lieberman6 Lance C. Kam4 and Morgan Huse1*

The immunological synapse formed between a cytotoxic T lymphocyte (CTL) and an infected or transformed target cell is a physically active structure capable of exerting mechanical force. Here, we investigated whether synaptic forces promote the destruction of target cells. CTLs kill by secreting toxic proteases and the pore forming protein perforin into the synapse. Biophysical experiments revealed a striking correlation between the magnitude of force exertion across the synapse and the speed of perforin pore formation on the target cell, implying that force potentiates cytotoxicity by enhancing perforin activity. Consistent with this interpretation, we found that increasing target cell tension augmented pore formation by perforin and killing by CTLs. Our data also indicate that CTLs coordinate perforin release and force exertion in space and time. These results reveal an unappreciated physical dimension to lymphocyte function and demonstrate that cells use mechanical forces to control the activity of outgoing chemical signals.

 

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