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细胞毒性T细胞，工作细胞中的黑衣服壮汉，拿把刀对着癌细胞等等靶细胞捅来捅去。它那把刀捅完，还会在靶细胞上留下数枚“炸弹”。 近日，牛津大学的Š. Balint和M. L. Dustin等破解了细胞毒性T细胞（CTL）杀伤靶细胞的详细过程。研究发现，CTL的细胞毒性物质——穿孔素和颗粒酶，并非直接被释放到靶细胞周围，而是互相结合，组装成一个超分子攻击粒子（SMAP），释放到靶细胞细胞膜上。 这个SMAP还具有一个糖蛋白外壳，十分稳定，可以保持一天的细胞杀伤活性。其糖蛋白外壳里的血小板反应蛋白（TSP-1），对它的细胞杀伤活性十分关键。 该研究发表在Science上[1]。 CTL在靶细胞表面留下“炸弹” CTL杀死靶细胞的过程，研究的已经不少了。CTL四处巡游找到靶细胞，跟靶细胞接触形成免疫突触，从分泌溶酶体里释放穿孔素和颗粒酶。穿孔素在靶细胞上打孔，颗粒酶从打好的孔进入靶细胞，启动多种细胞凋亡途径诱导细胞凋亡。 去年还有研究发现，在没有穿孔素的情况下，CTL单依靠自身的机械运动也能完成打孔，杀伤靶细胞。 不过CTL中，穿孔素、颗粒酶等等活性物质是如何释放的？直接把这些分子胞吐出去就完事了吗？ 研究人员使用荧光标记了CTL中的颗粒酶和分泌溶酶体里的糖蛋白。这些被标记的CTL与靶细胞接触后，靶细胞上出现了强烈的双阳性斑点。释放后的颗粒酶依然跟分泌溶酶体里的某些糖蛋白结合在一起！研究人员将其称之为超分子攻击粒子（SMAP）。 糖蛋白和颗粒酶共定位（粉色代表颗粒酶，绿色代表糖蛋白） 电镜显示，SMAP呈环状，平均直径120nm，表面有一个糖蛋白外壳包裹。平均每个免疫突触内会形成27个SMAP。 为了进一步对SMAP进行研究，研究人员构建了一块脂双层，模拟靶细胞。其中还添加了ICAM-I和CD3ε抗体，帮助CTL粘附并激活CTL。 在CTL粘附到人工脂双层上后，CTL中的分泌溶酶体很快向免疫突触处聚集。1分钟内，人工脂双层上就出现了颗粒酶斑点，SMAP结合到了模拟的靶细胞表面。 CTL粘附到人工脂双层上后，迅速释放SMAP（粉色为SMAP中的颗粒酶） 这些SMAP还十分稳定。移除CTL后，SMAP依然附着在人工脂双层上。抗体分析显示，SMAP中存在穿孔素和颗粒酶，而且在分泌后数小时内都没有丢失。SMAP的细胞杀伤活性能甚至能保持一天。 通过对人工脂双层上捕获的SMAP进行质谱分析，研究人员发现，SMAP中有超过285种蛋白，包括一些来自穿孔素和颗粒酶的片段，但没有CD45、CD107a等膜蛋白。 这些蛋白中，血小板反应蛋白（TSP-1）引起了研究人员的注意。TSP-1是一种糖蛋白，可以结合钙离子，与CTL的杀伤过程需要钙离子相吻合[2]。进一步研究也显示，在60%的CTL中敲除掉TSP-1后，CTL杀伤靶细胞的能力下降了30%。 无论是分泌出的SMAP中，还是在CTL里，TSP-1都跟穿孔素和颗粒酶共定位。很可能在CTL的分泌溶酶体中，穿孔素、颗粒酶和TSP-1等分子就已经组装成了SMAP等待释放。TSP-1在SMAP中的分布，也与电镜下糖蛋白外壳的分布一致，可能正是SMAP糖蛋白外壳的组分之一。 在未激活（左）和激活（右）的CTL中，TSP-1（绿色）都与颗粒酶（粉色）共定位，黄色为细胞膜 此外，TSP-1分子中还包含CD47结合位点。CD47是一个“别吃我”信号[2]，研究人员推测，CD47被TSP-1结合屏蔽后，可以引来巨噬细胞等等髓系免疫细胞，保证没被SMAP杀死的靶细胞可以通过吞噬作用而被清除。而SMAP还含有CCL5、IFN-γ等免疫调节分子，可能在免疫过程中还有更多的作用。 编辑神叨叨 由奇点糕历时3个月打造的音频课程《小细胞肺癌8讲》重磅上线啦～ 我们用8讲的课程，帮您回顾了小细胞肺癌领域近30年来的重要探索和进展。只需80分钟，即可纵览小细胞肺癌领域的前沿学术进展。 |
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