超分辨率显微镜揭示了前所未有的免疫细胞表面细节

当身体对抗入侵的病原体时，包括T细胞在内的白细胞必须做出反应。现在，索尔克研究所的研究人员已经成像了T细胞表面的重要受体在激活时是如何捆绑在一起的。

这项首次在淋巴结中可视化这一过程的研究，可以帮助科学家更好地理解如何提高或降低免疫系统的活性来治疗自身免疫性疾病、感染甚至癌症。研究结果发表在2016年6月13日当周的《美国国家科学院院刊》(Proceedings of The National Academy of Sciences)上。

“我们见过这些受体集群和重新定位在培养细胞在实验室里人为地刺激,但我们从未见过他们自然安排淋巴结直到现在,”资深作者Bjorn Lillemeier说,沙克无关的副教授实验室免疫生物学和微生物发病机理和温特高级Biophotonics中心。

当T细胞外膜上的受体与其他消化了抗原的免疫细胞(如病毒、细菌或癌细胞)结合时，T细胞就会被激活。反过来，活化的T细胞打开细胞通路，帮助身体积极寻找和破坏抗原，并记住它的未来。过去，通过在显微镜下观察嵌入分离细胞中的t细胞受体，研究人员发现，这些受体以一种被称为蛋白岛的簇状排列，当细胞被激活时，它们就会合并。

Lillemeier想要更多关于受体如何在组织中排列以及当T细胞在活的宿主中被激活时这种排列如何改变的细节。该团队使用了一种超分辨率显微镜，该显微镜是由Salk的Waitt高级生物光化学中心助理教授、弗雷德里克·b·伦特施勒发展主席胡Cang的实验室研发的。这种显微镜方法被称为“薄层直接随机光学重建显微镜”(dSTORM)，研究人员可以在大约50纳米的分辨率下观察小鼠淋巴结T细胞细胞膜上的T细胞受体。

新的图像证实了之前的观察，即当T细胞被激活时，T细胞受体的蛋白岛会合并成更大的“微簇”。但它也表明，在细胞被激活之前，蛋白质岛已经被排列成一组——被Lillemeier的团队称为“领地”。Lillemeier说:“在分子水平上的预先组织基本上把T细胞变成了一把上膛的枪。”

表面受体的组织使T细胞能够对抗原产生快速有效的免疫反应。了解分子组织如何介导T细胞反应的敏感性，可以帮助研究人员使免疫系统或多或少变得敏感。在自身免疫性疾病的情况下，临床医生希望降低免疫系统的活性，而提高活性可能有助于对抗感染或癌症。

这项研究还可能对理解人体中的其他受体产生影响，这些受体在免疫系统内外都有广泛的功能。“我们认为，细胞表面的大多数受体都是这样组织的，”索尔克研究所第一作者、博士后研究员Ying胡说。