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研究發現「殺手 T 細胞」「挖通道」抵感染位置 更快製造免疫反應

2020/12/7 — 20:35

圖片素材來源:Mr.Driller

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當病原體入侵人體時,免疫細胞就會出動阻止感染,但免疫細胞如何準確地通過身體組織,到達被入侵的位置呢?最新刊於 Biophysical Journal 的研究就發現,其中一種免疫細胞殺手 T 細胞 (cytotoxic T lymphocyte) 可在組織之間挖出通道前進至受感染位置。

殺手 T 細胞屬 T 細胞的一種,可殺死癌細胞、受病毒感染的細胞,以及其他受損的細胞;殺手 T 細胞會辨識到病毒或癌細胞製造的特定抗原 (antigen) ,從而反擊,但抗原往往在感染初期數量非常少,因此殺手 T 細胞能快速找到抗原,對出現有效免疫反應非常重要。

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通常,殺手 T 細胞的目標都在密度高的細胞外基質中,這些物質會為細胞提供結構支持和生化訊號,並有不同類型包括血漿和結締組織,而要通過這些物質就如障礙賽一樣,因為當中有膠原纖維支架、有彈性與黏力的蛋白質等等將各細胞黏在一起。

有參與研究的德國薩爾大學理論物理學家 Heiko Rieger 解釋,了解免疫細胞在膠原蛋白網絡中的遷移和互動,對於揭示免疫反應的基本細節,以及設計有效治療策略非常重要。

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團隊因此利用乳牛的膠原蛋白,製造了一個細胞外基質的模型,以觀察殺手 T 細胞如何穿過不同密度的基質。

團隊發現,殺手 T 細胞有分為緩慢擺動與快速移動兩個主要移動模式,並可在移動期間轉換模式。當它們在組織中移動時,人體細胞會微微推開,並令膠原纖維延展形成一條通道,該通道也可被其他 T 細胞與免疫細胞相互跟隨使用。團隊亦在層光螢光顯微鏡下發現,一旦通道形成後,殺手 T 細胞移動速度會變快。

雖然發現僅在簡化的模型中出現,而實際人類結締組織更為複雜,但另一種免疫細胞,自然殺手細胞 (natural killer cell) 此前也觀察到有類似移動方式

Rieger 指,殺手 T 細胞的特性和自然殺傷細胞類似,突顯兩種細胞通過膠原蛋白網絡移動時有一共同機制。

另外,先前已發現殺手 T 細胞會不必要地攻擊老鼠的發炎結締組織,支持了該些免疫細胞可操縱細胞外基質,甚至將之牽涉到關節炎的說法。

Rieger 補充,發現表明,調節組織細胞外基質的特性,將對免疫反應效率產生影響,並可能有助研發新的癌症治療。

來源:
Science Alert, Eerie Footage Captures Human Immune Cells Digging a Tunnel Through Tissue, 5 December 2020

報告:
Sadjadi, Z., Zhao, R.P., Hoth, M. & et al. (2020). Migration of Cytotoxic T Lymphocytes in 3D Collagen Matrices. Biophysical Journal vol119 issue11, p2141-2152. doi: 10.1016/j.bpj.2020.10.020

文/Alan Chiu

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