闡明人體免疫系統(tǒng)內(nèi)在的細(xì)胞物理性連接機(jī)制，具有非常重要的臨床研究與應(yīng)用價(jià)值，可以推動(dòng)感染、惡性腫瘤和自身免疫性疾病等等許多免疫相關(guān)性疾病的診斷與防治工作的進(jìn)展，但是，人們對(duì)于其確切的機(jī)制一直缺乏明確的認(rèn)識(shí)，甚至一些免疫細(xì)胞表面的功能性蛋白質(zhì)分子，至今都未能找到相應(yīng)的配體分子，而成為了所謂的“孤兒”受體。

(資料圖)

8月3日深夜，國際知名學(xué)術(shù)期刊《自然》（Nature）在線發(fā)表的一篇研究論文顯示，為了闡明人體免疫系統(tǒng)細(xì)胞及分子物理性連接網(wǎng)絡(luò)的線路圖，科學(xué)家研發(fā)了一種被稱為“可擴(kuò)展陣列多價(jià)細(xì)胞外相互作用篩選（SAVEXIS）”的高通量微量蛋白質(zhì)相互作用篩選研究技術(shù)，可以對(duì)免疫細(xì)胞表面的分子之間相互作用，在接近全細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)的尺度上進(jìn)行檢測。

這種方法僅需要微量的蛋白質(zhì)分子，而且可以檢測出較弱的相互作用。

人體免疫系統(tǒng)的組成非常復(fù)雜，包括了免疫器官、免疫細(xì)胞和免疫分子等成分。

為了執(zhí)行精準(zhǔn)有效的免疫應(yīng)答功能，免疫細(xì)胞作為主要的免疫功能執(zhí)行者，必須在體內(nèi)不斷地循環(huán)和在組織中進(jìn)行再分布，形成一個(gè)動(dòng)態(tài)的、連續(xù)性物理接觸的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)，并通過其細(xì)胞表面的蛋白質(zhì)分子進(jìn)行通信，抑制或者激活免疫細(xì)胞的功能，協(xié)調(diào)全身的免疫系統(tǒng)發(fā)揮作用。為了全面繪制上述物理作用的詳細(xì)線路圖，科學(xué)家們構(gòu)建出了一個(gè)龐大的免疫細(xì)胞膜蛋白分子文庫，其中包含了全部的CD分子、所有的整合素家族成員、非經(jīng)典的HLA分子以及VISTA等一些已知的“孤兒”免疫檢查點(diǎn)分子，表達(dá)的蛋白質(zhì)分子或組合達(dá)到了630種。

結(jié)果表明，在免疫細(xì)胞膜表面存在著很多兩兩蛋白質(zhì)分子唯一配對(duì)結(jié)合的情況，例如整合素與其它黏附分子之間的結(jié)合，這種情況的比例高達(dá)57%。

免疫細(xì)胞之間的相互作用，通過膜表面蛋白質(zhì)分子之間相互的物理性作用進(jìn)行調(diào)節(jié)，很多免疫細(xì)胞膜受體就是決定白細(xì)胞功能的“親和力開關(guān)。它們與其配體之間相互作用的強(qiáng)度，可以決定人體免疫細(xì)胞在炎癥狀態(tài)與靜止?fàn)顟B(tài)之間的轉(zhuǎn)換。

由于免疫細(xì)胞在人體內(nèi)具有跨器官分布的特點(diǎn)，其物理性作用線路圖也可以揭示不同器官以及腫瘤組織微環(huán)境中的免疫細(xì)胞遷移、活化以及執(zhí)行功能的多細(xì)胞網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，從而為揭示不同器官免疫相關(guān)疾病和惡性腫瘤的免疫病理過程，提供確切的信息。

不僅如此，該研究方法還使人們對(duì)以往的孤兒受體功能及其配體有了新的認(rèn)識(shí)，例如，孤兒受體TNFRSF21可以普遍激活T細(xì)胞的功能。

研究人員認(rèn)為，通過SAVEXIS這種高通量分析技術(shù)，我們首次看到了人體免疫細(xì)胞之間是如何通過符合物理定律的方式進(jìn)行集體性協(xié)調(diào)行動(dòng)的。這也使得最終揭示免疫系統(tǒng)和其它人體生理系統(tǒng)的細(xì)胞物理性聯(lián)系與其功能發(fā)揮的機(jī)制成為可能。

參考文獻(xiàn)

Jarrod Shilts, Yannik Severin, Francis Galaway, et al. A physical wiring diagram for the human immune system. Nature. https://doi.org/10.1038/s41586-022-05028-x.

標(biāo)簽： 免疫系統(tǒng) 免疫細(xì)胞