超分辨率顯微鏡揭示了前所未有的免疫細胞表面細節(jié)
當(dāng)身體對抗入侵的病原體時,包括T細胞在內(nèi)的白細胞必須做出反應(yīng)?,F(xiàn)在,索爾克研究所的研究人員已經(jīng)成像了T細胞表面的重要受體在激活時是如何捆綁在一起的。
這項首次在淋巴結(jié)中可視化這一過程的研究,可以幫助科學(xué)家更好地理解如何提高或降低免疫系統(tǒng)的活性來治療自身免疫性疾病、感染甚至癌癥。研究結(jié)果發(fā)表在2016年6月13日當(dāng)周的《美國國家科學(xué)院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)上。
“我們見過這些受體集群和重新定位在培養(yǎng)細胞在實驗室里人為地刺激,但我們從未見過他們自然安排淋巴結(jié)直到現(xiàn)在,”資深作者Bjorn Lillemeier說,沙克無關(guān)的副教授實驗室免疫生物學(xué)和微生物發(fā)病機理和溫特高級Biophotonics中心。
當(dāng)T細胞外膜上的受體與其他消化了抗原的免疫細胞(如病毒、細菌或癌細胞)結(jié)合時,T細胞就會被激活。反過來,活化的T細胞打開細胞通路,幫助身體積極尋找和破壞抗原,并記住它的未來。過去,通過在顯微鏡下觀察嵌入分離細胞中的t細胞受體,研究人員發(fā)現(xiàn),這些受體以一種被稱為蛋白島的簇狀排列,當(dāng)細胞被激活時,它們就會合并。
Lillemeier想要更多關(guān)于受體如何在組織中排列以及當(dāng)T細胞在活的宿主中被激活時這種排列如何改變的細節(jié)。該團隊使用了一種超分辨率顯微鏡,該顯微鏡是由Salk的Waitt高級生物光化學(xué)中心助理教授、弗雷德里克·b·倫特施勒發(fā)展主席胡Cang的實驗室研發(fā)的。這種顯微鏡方法被稱為“薄層直接隨機光學(xué)重建顯微鏡”(dSTORM),研究人員可以在大約50納米的分辨率下觀察小鼠淋巴結(jié)T細胞細胞膜上的T細胞受體。
新的圖像證實了之前的觀察,即當(dāng)T細胞被激活時,T細胞受體的蛋白島會合并成更大的“微簇”。但它也表明,在細胞被激活之前,蛋白質(zhì)島已經(jīng)被排列成一組——被Lillemeier的團隊稱為“領(lǐng)地”。Lillemeier說:“在分子水平上的預(yù)先組織基本上把T細胞變成了一把上膛的槍。”
表面受體的組織使T細胞能夠?qū)乖a(chǎn)生快速有效的免疫反應(yīng)。了解分子組織如何介導(dǎo)T細胞反應(yīng)的敏感性,可以幫助研究人員使免疫系統(tǒng)或多或少變得敏感。在自身免疫性疾病的情況下,臨床醫(yī)生希望降低免疫系統(tǒng)的活性,而提高活性可能有助于對抗感染或癌癥。
這項研究還可能對理解人體中的其他受體產(chǎn)生影響,這些受體在免疫系統(tǒng)內(nèi)外都有廣泛的功能。“我們認為,細胞表面的大多數(shù)受體都是這樣組織的,”索爾克研究所第一作者、博士后研究員Ying胡說。
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