新发现的表面结构可能会影响免疫功能

来自弗莱堡的研究人员使用新的显微镜方法结合基于机器学习的图像分析，发现了活B细胞表面的新结构，这些结构影响其抗原受体的分布和可能的功能。研究人员的研究已经发表在EMBO期刊．

B细胞是我们免疫系统的重要组成部分，通过它们上的特殊受体识别病原体表面．来自弗莱堡大学的科学家现在可以观察到这些受体是如何分布在活细胞和活动细胞表面的。他们发现B细胞表面形成了一种相互连接的脊状突起的特征景观。

在这个景观中，igm类B细胞抗原受体(IgM-BCR)积聚在特定的区域。受体定位的精确性和它们聚集成更大的单位可能构成了一种机制，控制受体信号，促进抗原感知，从而激活B细胞。

B淋巴细胞表面有结构

在大多数免疫学教科书中，淋巴细胞被描述为圆形的球状细胞，其光滑的表面携带随机分布的受体。光滑的非结构B细胞表面的概念已经受到了来自电子显微图固定和冷冻的淋巴细胞，显示细胞表面有称为微绒毛的薄膜突出物。这些触手状的结构有帮助免疫细胞寻找病原体的分子标记，也就是抗原。

B淋巴细胞通过不同种类的B细胞抗原受体(BCR)识别这些抗原。这些抗原受体是复杂的分子机器，当被激活时，与其他分子相互作用，启动信号级联，导致B细胞分化为浆细胞以及保护性抗体的产生。

活细胞的高速图像

来自弗莱堡大学BIOSS卓越集群和CIBSS综合生物信号研究中心的Michael Reth教授研究小组与BIOSS和CIBSS研究人员Ralf Reski教授博士、欧洲生物成像(EMBL)研究人员和德国Osnabrück大学研究人员合作，分析IgM-BCR如何分布在活B细胞的3D表面。

为此，他们使用了一种称为晶格光片显微镜的技术，简称LLSM。该研究的第一作者、来自弗莱堡大学的Deniz Saltukoglu博士解释说:“这种方法可以非常高速地捕捉活细胞的体积图像。”

“在其他类型的高分辨率显微镜下，细胞需要附着在一个平面上，这完全改变了B细胞的外部结构。LLSM使我们能够在模拟生物组织的环境中观察细胞，这意味着我们看到的结构和运动在很大程度上没有受到干扰，”她说。

然后，研究人员开发了定制的图像分析工具来量化和客观地描述微观数据。Saltukoglu说:“我们需要分割图像并分离形态特征。”

“到目前为止，这只是用二维数据完成的，所以我们必须为体积和时间过程数据开发新的计算工具。”为此，研究人员从用于绘制考古调查地理数据的算法中获得了灵感。

通过这种方法，他们发现B细胞表面带有一个凸起的脊状网络，微绒毛从网络的交叉点生长出来。在这种“细胞景观”中，IgM-BCRs形成簇，沿脊集中，靠近微绒毛的基部。这些簇的位置与细胞表面脊的动态运动有关。

“我们认为抗原受体的3D位置控制着它们的活动，”Reth说。“定位在微绒毛基底可以防止它们不必要的激活。一旦B细胞接收到危险信号，它们就会扩大微绒毛，我们假设IgM-BCR簇会被招募到尖端，在那里它们被定位在抗原传感的最佳位置。”

这一假设与Reth团队的其他发现相一致，这些发现表明IgM-BCRs是通过与调节共受体的横向相互作用来调节的。这意味着抗原受体的位置和分布可能代表了影响免疫系统细胞信号和激活的额外控制机制。