2022-04-22 14:27

隔墙:免疫细胞如何进入组织

Dividing walls: How immune cells enter tissue

为了到达需要它们的地方,免疫细胞不仅要挤过微小的毛孔。它们甚至能克服由密集的细胞构成的像墙一样的障碍。奥地利科学技术研究所(ISTA)的研究人员现在发现,细胞分裂是他们成功的关键。他们发表在《科学》(Science)杂志上的研究成果与其他近期研究成果一起,全面阐述了癌症治愈和扩散的重要过程。

想象一下乡下有一堵石墙。一块石头紧紧地压在另一块上面,填满了最小的缝隙。看似不可逾越的障碍在全身对抗感染的过程中,免疫细胞面临着细胞密集组织形式的障碍。为了完成他们作为尸体救援服务的工作,他们需要找到一条出路。在最近的一项研究中,ISTA Siekhaus小组的科学家与欧洲分子生物学实验室(EMBL)的合作者以及当地一所高中的三名学生密切观察了这是如何在果蝇胚胎中发生的。

在这些微小、透明的动物发育过程中,果蝇免疫细胞的主要形式巨噬细胞浸润组织。利用高端显微镜,科学家们得以追踪它们的旅程。“巨噬细胞到达细胞壁并寻找合适的地方进入,”Maria Akhmanova解释道,她直到最近才成为Daria Siekhaus研究小组的博士后,也是这项研究的第一作者。

取得了新突破

引导巨噬细胞到达正确位置的线索。在那里,巨噬细胞先驱者,第一个进入的细胞,正在等待。突然,墙的一部分开始移动。巨噬细胞前面的细胞聚集起来,准备分裂,这是细胞周期的正常部分。“这就是先驱们一直在等待的,”Akhmanova说。先发细胞向前移动细胞核,其他巨噬细胞也向前移动。Siekhaus小组最近还发现,为了突破先驱者,他们通过一个复杂的过程获得额外的能量,这个过程由一种新发现的蛋白质控制,科学家们将其命名为Atossa。此外,科学家们还了解到,巨噬细胞为了保护敏感的细胞核不受伤害,发展出了由肌动蛋白丝构成的保护性盔甲。






为了到达需要它们的地方,免疫细胞(紫色)必须克服像细胞密集组织(绿色)这样的障碍。来源:©Maria Akhmanova/ISTA

细胞分裂对成功至关重要

通过精确地抑制、减缓和加速侧翼组织细胞的分裂,研究人员现在能够证明,允许免疫细胞进入的关键成分实际上是围绕着细胞分裂。研究人员通过实时成像观察到,当它聚集起来准备分裂时,进入点的组织细胞失去了与周围环境的一些连接点。在与EMBL的De Renzis实验室的合作中,研究人员还通过一种尖端技术,利用光来诱导基因变化,人为地诱导圆角。这不足以让巨噬细胞进入。但是从基因上减少细胞连接的数量是。“看到巨噬细胞只有在组织细胞失去连接时才能进入组织,这是非常令人兴奋的,”Akhmanova说。

对癌症研究的有力暗示

“细胞分裂是控制巨噬细胞浸润的关键过程,这确实是一个非常优雅的概念,具有强大的含义,”Daria Siekhaus教授热情地说。帮助巨噬细胞进入组织的同样机制可能对人类等脊椎动物的许多其他类型的免疫细胞也至关重要。从长远来看,科学家们迫切广州有偿捐卵地想知道,操纵组织细胞的连接或分裂是否有助于增加免疫细胞对肿瘤的浸润,从内部对抗它们,或有助于降低免疫细胞在自身免疫过程中攻击组织的能力。这位细胞生物学家解释说:“我们的发现也会影响到研究人体中任何迁移细胞的研究人员。”

在她的研究中,理论生物物理学家和Lise Meitner的同事Maria Akhmanova深入研究了显微镜世界。在导师Daria Siekhaus的帮助下,她尽可能地了解了关于迷人而又非常有用的果蝇的一切。来自Klosterneuburg高中的三名学生也是团队的一员。在一次去研究所实验室的学校旅行中,他们发现了自己对研究的热情。因此,他们帮助Akhmanova杂交和识别果蝇,甚至编写了一个算法来加速图像分析。Akhmanova说:“这个研究项目的成功是由于许多科学家的共同努力和三位积极的高中生的巨大帮助!”