2018年7月17日

免疫系统:T细胞为速度而生

没有T细胞，我们就无法生存。它们是免疫系统的关键组成部分，其表面具有高度敏感的受体，可以检测病原体。这些受体在T细胞表面分布的确切方式仍然不完全清楚，但TU Wien的分析表明，以前的想法不再成立。

以前人们认为T细胞会集中受体在某些点上，以达到尽可能高的灵敏度。维也纳理工大学生物物理学研究小组最近发表的一篇文章显示，T细胞实际上被编程为尽可能快地做出反应，因此它们的受体是随机排列的。这些结果是由维也纳医科大学(MUW)和生物物理学马克斯·普朗克研究所(MPI)在Göttingen的密切合作实现的。这些新发现不仅有助于更好地理解免疫反应，而且对开发新的医疗方法也很关键。这些发现现已发表在专业期刊上自然免疫学。

大海捞针

“T细胞是一种高度特异性的分子探测器，”Gerhard教授Schütz解释道，他是维也纳应用物理研究所生物物理学研究小组的负责人。“每个T细胞只对一种非常特定的分子起反应，所以我们体内需要许多不同的T细胞。”每个T细胞都携带着数千个相同受体的拷贝表面。

为了触发免疫反应，T细胞仍然需要一个重要的伙伴——所谓的抗原呈递细胞。在特殊的载体蛋白的帮助下，这些细胞表面呈现出许多分子。其中一些分子来自内源性结构，是无害的，但有害入侵者的特征抗原也由身体通过这些抗原提呈细胞运输。

如果T细胞接触到这些抗原呈递细胞中的一个，就开始大海捞针了。如果在成千上万的细胞中发现了T细胞被编程的确切类型的分子，会发生什么分子在抗原呈递细胞的表面?“想象一下，T细胞表面有无数种相同的钥匙，现在必须迅速找出它是否适合抗原呈递细胞上数十万种锁中的任何一种，”Gerhard解释说Schütz。

速度计算

有争议的是，人们一直在讨论T细胞如何对少量非常特定的抗原做出如此敏感的反应。一个被广泛接受的理论是，t细胞表面大量的受体在局部集中成簇，然后这些受体一起更精确地与特定的抗原对接。当现代高效显微镜技术进步到可以首次拍摄t细胞表面图像的程度时，这一理论似乎得到了证实。在t细胞表面可以看到不规则的结构，被解释为受体簇。

但这个结论有点为时过早。“我们非常仔细地检查了T细胞，并将我们所有的努力都集中在改进显微方法上，”Gerhard Schütz说。“以前被认为是几个受体簇的东西可能只是一种人工制品;实际上，对同一个受体分子进行多次成像非常容易。”

在维也纳理工大学进行的分析现在提出了另一种理论:受体很可能随机分布在T细胞上。这也解释了为什么免疫反应发生得如此之快。无论抗原呈递细胞如何与T细胞接触，T细胞总是有一把“钥匙”可以在这个位置上打开“锁”。如果这是正确的，两个细胞不要浪费任何时间进入正确的位置，而是免疫反应可以立即触发。