免疫细胞会“打洞”

两个轨道重叠的免疫细胞。图片来源：Sadjadi等人

一种被称为细胞毒性T淋巴细胞（CTL）的白细胞能在组织中挖掘隧道，从而有可能使其他CTL快速到达受感染细胞和肿瘤细胞。

近日，研究人员在《生物物理杂志》上报告说，一些CTL会在通过细胞外基质（ECM）——组织的主要成分——创造通道时缓慢移动。随后，其他CTL会快速通过这些通道，大概是为了有效搜索并清除目标细胞。

“人们尚未弄清免疫细胞的迁移行为以及它们在ECM中的搜索策略，目前物理学和生物学领域对此有较大兴趣。”德国萨尔州大学高级研究作者Heiko Rieger说，“我们的发现表明，组织ECM的调节特性将对免疫反应的效率产生影响，并可能带来癌症治疗新策略。”

CTL在清除病原体感染细胞和肿瘤细胞中发挥关键作用。为了找到目标，它们必须在复杂的生物微环境中导航和迁移，这些环境是由ECM塑造的。ECM主要由胶原蛋白组成，在几乎所有细胞功能中都发挥着重要作用。

萨尔州大学研究人员使用3D网络模拟了不同浓度的牛胶原蛋白的ECM，并使用光片显微镜的3D活细胞成像分析了人体CTL在基质中的迁移轨迹。CTL显示了3种不同类型的运动：慢、快和混合。由论文第一作者Zeinab Sadjadi建立的数学模型表明，细胞移动在快、慢状态之间切换。

在靶细胞存在的情况下，胶原中的自然杀伤（NK）细胞也有类似的运动类型。NK细胞具有与CTL相似的免疫功能。“CTL和NK细胞运动轨迹特征的相似性，表明了两种细胞通过胶原网络迁移的共同机制。”Rieger说。

根据最初的发现，研究人员假设CTL移动缓慢，因为它们要推开并撕裂胶原纤维形成通道，从而促进胶原网络中其他T细胞的快速移动。实验证据支持这一假设。例如，迁移的T细胞在完全相同的轨道上接连移动，它们在胶原基质中的通道状空洞中快速移动。

这项研究的一个重要限制是，它使用的是合成胶原基质。但活组织中含有许多可能影响免疫细胞迁移行为的其他成分。

下一步，研究人员计划分析T细胞对 ECM的长期影响。他们还将研究这些通道是否能增强CTL在胶原基质中寻找靶细胞的能力。Rieger说：“了解CTL如何在这些组织中迁移，可能会带来预防癌症早期转移的新治疗策略。”（唐一尘）

来源： 《中国科学报》