两篇《Nature Methods》教你训练免疫系统增强对癌症和感染等疾病的抵抗力

【字体: 时间:2019年02月12日 来源:生物通

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  加州理工大学的科学家已经开发除了两种快速确定T细胞靶点的新方法。

  

被三个T细胞包围的癌细胞

人体的免疫系统就像一支庞大的特种部队。被称为T细胞的细胞单打独斗地识别特定入侵者,如流感病毒或沙门氏菌。确定特定T细胞靶点也是设计癌症个性化治疗和开发疫苗的一个关键步骤。现在,加州理工大学的科学家已经开发除了两种快速确定T细胞靶点的新方法。

这项工作由David Baltimore实验室完成,并在1月28日的《Nature Methods》发表了两篇论文。

一个被病原体(例如流感病毒)感染了的细胞会在细胞表面显示入侵者的部分遗传物质,就像挥舞着一面红色的旗帜告诉其他细胞它内部发生了什么。这些标记被称为“抗原”,由细胞表面的MHCs蛋白呈现,每只T细胞专门识别不同的抗原。当T细胞发现MHC复合物身上的靶标抗原时,就会与之结合并破坏细胞。

一个人身上平均有100万到500万个独特的T细胞,靶标是各种各样无数病原体。虽然科学家们可以描述T细胞受体的功能和分子组成,但很难确定受体们都可以识别哪些靶标。事实上,我们已知的T细胞抗原不足1000对。

现在,在Baltimore 实验室的博后学者Alok Joglekar和Guideng Li带领下,他们开发了两种新方法来确定T细胞的特异性识别靶标。

第一种方法,科学家们为MHCs附着一些信号域(signaling domains)蛋白。新的复合物被命名为信号和抗原呈递双功能受体(signaling and antigen-presenting bifunctional receptor,SABR),可以向细胞发送一个信号,使其在被相应的T细胞结合以后发出绿色荧光。然后,研究人员提供数千种不同的抗原让SABR加工并将它们与各种T细胞结合。只有面对正确的抗原,细胞才会发出绿色荧光,如此,研究人员就可以找到T细胞的正确靶标抗原。

第二种方法利用了胞啃(trogocytosis),一种免疫细胞具有的吞噬机制。当T细胞与其靶细胞结合在一起并交换其表面蛋白质时就会发生胞啃。虽然科学家们还不知晓为什么会发生胞啃,但是Baltimore实验室的研究人员发现这种自然现象却可以用来指示T细胞的靶标。

研究人员制作了一个抗原呈递细胞池,每个细胞都显示一种独特的抗原,然后将它们与目的受体一起暴露在T细胞中。只有通过胞啃,呈现正确抗原的细胞才能获得T细胞标记。随后,与T细胞相应的抗原才可以被T细胞表面的标记识别。

了解抗原-T细胞对开发癌症疫苗和设计癌症个体化治疗至关重要。因为,抗原也可能是癌症的特征。世界上没有两种完全相同的癌症,因为癌细胞生长得如此迅速,变异同样迅速。理想情况下,科学家从一位患者的肿瘤样本中分离出T细胞,然后使用新文章提供的方法之一来寻找T细胞所靶向的抗原,确立这些靶标以后,研究人员就可以有针对性地增强患者自身免疫系统,帮助其更好地对抗癌症。

原文检索:
1. T cell antigen discovery via Signaling and Antigen presenting Bifunctional Receptors
2. T cell antigen discovery via trogocytosis

(生物通:伍松)

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