Science：科学家识别出机体免疫细胞内部运作的关键差异

细胞毒性T细胞是机体免疫系统的重要组分，一旦被激活，其就会分化为短期效应细胞或长期记忆细胞。近日，一篇发表在国际杂志Science上题为“Cellular architecture shapes the naïve T cell response”的研究报告中，来自苏黎世联邦理工学院等机构的科学家们通过研究发现，接受病原体诱导的激活时，T细胞的细胞架构或会影响其所采用上述两种功能中的一种。相关研究结果不仅能帮助改善科学家们对机体免疫系统的理解，还有望帮助开发更好的癌症疗法。

从外部来看，大多数T细胞看起来都一样：小且呈现球状。这项研究中，研究人员利用先进的技术仔细观察了这些细胞，结果发现，细胞毒性T细胞的亚细胞空间组织（研究者将其称之为细胞结构）对其命运有着重大影响。当发生细胞核内陷的细胞遭遇病原体时，其就会转变成为强大的效应细胞，从而快速增殖并杀灭病原体，携带球状核的同类细胞（也就是不发生核内陷）则会以一种优先的速度进化，其需要较长的时间来激活并最终分化为长期记忆细胞，从而保护机体抵御相同病原体的后期攻击。

科学家识别出机体免疫细胞内部运作的关键差异

图片来源：Science (2024). DOI:10.1126/science.adh8967

大约50年前，科学家们识别出了两种功能不同的T细胞，但直到目前为止，他们并不确定哪些特性能决定T细胞变为效应细胞或记忆细胞；为了帮助识别出这些特征，研究人员开发出了一种新型平台，其能自动分析免疫细胞的显微图像，随后他们将来自24名健康志愿者机体中数千个T细胞置于这一平台上进行分析，这些志愿者将其血液捐献给了瑞士红十字会的献血中心。

利用机器学习方法，这一平台能将细胞分为三种不同的群，研究人员也已经看到了一些T细胞在被激活时如何呈现出瓶状的，但他们并没有想到该平台会将圆形细胞分为两个不同的群。进一步研究后，研究人员发现，这两类圆形细胞在细胞架构上的差异或许也具有一定的功能意义，细胞核内陷的细胞会被设计成快速激活，其中很多细胞都会在24小时内转变成瓶状效应细胞，当被激活时其会产生强烈的反应，而且要比没有发生核内陷的细胞增殖地更快；如今研究人员还识别出了导致核内陷细胞快速且强烈激活的分子机制，其特殊的细胞架构会促使钙离子的流入水平增加。

研究人员指出，目前还有很多问题有待于进一步解答，比如，他们希望能发现生物体如何始终确保血液中大约60%的细胞毒性T细胞存在核内陷，而35%的细胞不存在核内陷，剩下的5%的细胞呈现出瓶状。本文研究结果不仅对于更好地理解机体免疫系统的工作机制非常重要，而且也揭示了其在抵御癌症上扮演着重要角色，很多新型疗法都能利用T细胞来杀灭癌细胞。

如果研究人员能找到一种方法来特异性地选择并部署这些细胞架构，他们或许就能改善诸如此类疗法的临床疗效。综上，本文研究结果表明，细胞架构或许是机体先天性CD8 T细胞命运的预先决定的因素。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

BENJAMIN D. HALE,YANNIK SEVERIN,FABIENNE GRAEBNITZ, et al. Cellular architecture shapes the naïve T cell response, Science (2024). DOI:10.1126/science.adh8967