闡明人體免疫系統(tǒng)內(nèi)在的細胞物理性連接機制，具有非常重要的臨床研究與應(yīng)用價值，可以推動感染、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展，但是，人們對于其確切的機制一直缺乏明確的認識，甚至一些免疫細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“可擴展陣列多價細胞外相互作用篩選（SAVEXIS）”的高通量微量蛋白質(zhì)相互作用篩選研究技術(shù)，可以對免疫細胞表面的分子之間相互作用，在接近全細胞蛋白質(zhì)組學(xué)的尺度上進行檢測。

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、免疫細胞和免疫分子等成分。

為了執(zhí)行精準有效的免疫應(yīng)答功能，免疫細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)和在組織中進行再分布，形成一個動態(tài)的、連續(xù)性物理接觸的聯(lián)系網(wǎng)絡(luò)，并通過其細胞表面的蛋白質(zhì)分子進行通信，抑制或者激活免疫細胞的功能，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線路圖，科學(xué)家們構(gòu)建出了一個龐大的免疫細胞膜蛋白分子文庫，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”免疫檢查點分子，表達的蛋白質(zhì)分子或組合達到了630種。

結(jié)果表明，在免疫細胞膜表面存在著很多兩兩蛋白質(zhì)分子唯一配對結(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57%。

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

由于免疫細胞在人體內(nèi)具有跨器官分布的特點，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)境中的免疫細胞遷移、活化以及執(zhí)行功能的多細胞網(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以往的孤兒受體功能及其配體有了新的認識，例如，孤兒受體TNFRSF21可以普遍激活T細胞的功能。

研究人員認為，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胞之間是如何通過符合物理定律的方式進行集體性協(xié)調(diào)行動的。這也使得最終揭示免疫系統(tǒng)和其它人體生理系統(tǒng)的細胞物理性聯(lián)系與其功能發(fā)揮的機制成為可能。

參考文獻

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.

標簽： 免疫系統(tǒng) 免疫細胞