按单元格出版社 信用:CC0公共领域 研究人员在12月1日的《生物物理杂志》上报道，被称为细胞毒性T淋巴细胞(CTL)的白细胞在组织中挖掘隧道，可能使其他CTL快速到达感染细胞和肿瘤细胞。
结果表明，一些结缔组织细胞在通过细胞外基质(组织的主要成分)产生通道时移动缓慢
随后，其他CTL通过通道快速移动，大概是为了有效地搜索和消除目标细胞
“免疫细胞的迁移行为，以及它们在细胞外基质中的搜索策略，还没有被很好地理解，目前在物理学和生物学中引起了很大的兴趣，”萨尔大学的高级研究作者海科·里格说
“我们的发现表明，调节组织细胞外基质的特性将对免疫反应的效率产生影响，并可能引发癌症治疗新治疗策略的想法
" CTLs在清除病原体感染细胞和肿瘤细胞中起关键作用
为了找到它们的目标，它们必须在由细胞外基质形成的复杂生物微环境中导航和迁移
在疾病发展的早期阶段，这些靶细胞的数量通常很少，因此细胞毒性物质能够快速寻找它们对于有效的免疫反应至关重要
细胞外基质主要由称为胶原的蛋白质组成，在几乎所有的细胞功能中都起着重要作用
在各种类型的癌症中，胶原网络在肿瘤附近变得致密、坚硬和高度排列，促进癌细胞的运输，并使细胞外基质成为癌症转移、侵袭和预后的重要因素
“了解免疫细胞在胶原网络中的迁移和相互作用对于解开免疫反应的潜在细节和设计有效的治疗策略至关重要，”里格说
这段视频显示免疫细胞穿过周围组织
磁珠刺激的原代人CD8+ T细胞用麦赫里红瞬时转染
胶原蛋白(5毫克/毫升)用Atto 488 NHS染色(左:绿色，右:灰色)
使用20X物镜在37℃下以30秒的间隔使用光片显微镜观察CTL迁移
获得步长为1微米的z堆叠
这里显示了一层
时间戳是HH:MM:SS
比例尺为10微米
荣誉:萨德杰迪等生物物理杂志 为了解决这个问题，萨尔州大学的研究人员使用不同浓度的牛胶原蛋白的三维网络模拟细胞外基质，并使用三维活细胞成像和光板显微镜分析人类结缔组织细胞通过基质的迁移轨迹
CTLs显示了三种不同类型的运动:慢、快和混合
第一作者扎伊娜卜·萨德加迪的数学模型表明，细胞在慢速和快速状态之间转换
类似的运动类型以前曾报道过在靶细胞存在的情况下胶原中的自然杀伤细胞
自然杀伤细胞的免疫功能与环磷酰胺相似
里格尔说:“结缔组织细胞和自然杀伤细胞轨迹特征的相似性表明了这两种细胞通过胶原网络迁移的共同机制。”
基于他们最初的发现，研究人员假设，当CTL推开并撕裂胶原纤维形成通道时，它们移动缓慢，这有助于胶原网络中其他T细胞的快速移动。
实验证据支持这种情况
例如，迁移的T细胞在完全相同的轨道上相互跟随，细胞在胶原基质中的通道状空腔中快速移动
这个视频展示了两个免疫细胞重叠的轨迹
用Hoechst 33342(蓝色)对CTLs(珠子刺激的原代人CD8+ T细胞)进行染色，然后包埋在胶原基质(2毫克/毫升)中
使用细胞观察仪(20倍物镜)在37℃观察细胞迁移，间隔30秒
用Imaris8跟踪迁移轨迹
一个
2
前一个和后一个单元格的轨迹分别为红色和紫色
时间戳是HH:MM:SS
比例尺为7微米
信用:Sadjadi等人
生物物理杂志 这项研究的一个重要限制是它使用了合成胶原基质
活组织包含许多其他可能影响免疫细胞迁移行为的成分
展望未来，研究人员计划分析T细胞对细胞外基质的长期影响
他们还将研究这些通道是否增强了细胞毒性物质在胶原基质中寻找靶细胞的能力
“了解结缔组织生长因子如何在这些组织中迁移可能会导致在癌症早期预防转移的新治疗策略，”里格说
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