研究人體抗癌T細(xì)胞的科學(xué)家們有一個(gè)嚴(yán)重的問題：當(dāng)他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室培養(yǎng)它們時(shí)，T細(xì)胞處于平衡狀態(tài)，等待撞到癌細(xì)胞。但這不是他們?cè)隗w內(nèi)的運(yùn)作方式。在那里，他們是機(jī)動(dòng)的小獵犬，積極尋找受感染的細(xì)胞。

在這種活躍的模式中，他們可以發(fā)現(xiàn)細(xì)胞顯示的癌癥證據(jù)遠(yuǎn)少于研究人員之前的想法，范德比爾特大學(xué)化學(xué)與生物分子工程教授Matt Lang博士。學(xué)生Yinnian Feng和他們的哈佛大學(xué)合作者發(fā)現(xiàn)。

他們的工作代表了開發(fā)殺傷性T細(xì)胞以攻擊腫瘤的飛躍，出現(xiàn)在今天的美國國家科學(xué)院院刊上。

標(biāo)題為“機(jī)械傳感驅(qū)動(dòng)αβT細(xì)胞識(shí)別的敏銳度”，這是超過1,000個(gè)個(gè)體實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，這些實(shí)驗(yàn)旨在觸發(fā)T細(xì)胞，當(dāng)它們被人類無法檢測到推動(dòng)時(shí)。

Lang說，這項(xiàng)研究有望改變免疫學(xué)家正在尋找的東西，因?yàn)樗C明了T細(xì)胞可以觸發(fā)細(xì)胞殺傷，而傳染性病原體，物理損傷和惡性轉(zhuǎn)化的證據(jù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)少于研究人員所認(rèn)為的?，F(xiàn)在，研究人員將尋找T細(xì)胞，這些T細(xì)胞在被損傷的細(xì)胞中被拋出時(shí)具有最強(qiáng)的結(jié)合潛力。

“我們可以第一次選擇能夠可靠地投球的棒球隊(duì)，”朗說。“你選擇哪種T細(xì)胞，你將哪一種細(xì)胞放回患者體內(nèi)?對(duì)抗它們?也許你很幸運(yùn)，選擇正確的T細(xì)胞。通過這些新的測試，我們可以測量本土的，充滿活力的狀態(tài)下的相互作用。我們找到了可靠觸發(fā)它們的最佳位置。“

他說這項(xiàng)研究對(duì)他來說具有個(gè)人意義，因?yàn)樗钠拮佣嗄陙硪恢迸c甲狀腺癌作斗爭 - 她目前沒有癌癥 - 而且他很快就失去了其他癌癥親屬。

Lang的團(tuán)隊(duì)與哈佛大學(xué)的Dana-Farber癌癥研究所合作，自20世紀(jì)80年代初以來，研究人員一直在研究區(qū)分異常細(xì)胞和正常細(xì)胞的T細(xì)胞受體。Ellis Reinherz博士說，當(dāng)工程學(xué)教授在麻省理工學(xué)院就讀時(shí)，他和Lang一起工作，就在范德比爾特之前。他們使用光學(xué)鑷子 - 高度聚焦的激光束 - 來幫助表征T細(xì)胞的結(jié)構(gòu)并進(jìn)行單分子分析。

“Matt在這里展示的是，在存在力的情況下，T細(xì)胞識(shí)別其目標(biāo)的能力得到顯著提高，”Reinherz說。他警告不要將新的研究結(jié)果視為靈丹妙藥，但將其定性為非常重要的基礎(chǔ)科學(xué)。

Reinherz說：“下來這種技術(shù)將有助于磨練我們最好地識(shí)別腫瘤抗原的方法，并開發(fā)出合理的方法來識(shí)別T細(xì)胞受體，這種方法可以相互識(shí)別T細(xì)胞受體。”“我們可能能夠提高我們正在生成的質(zhì)量，對(duì)它們進(jìn)行表征，并以非常真實(shí)的方式定義病原體衍生的反應(yīng)。

“我們的工作對(duì)于開發(fā)抗原特異性殺傷性T細(xì)胞至關(guān)重要。”

Feng和Lang使用光學(xué)鑷子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)以拾取微觀球體并用與患病細(xì)胞相同的肽涂覆它們。然后他們將球體放在T細(xì)胞上。

沒有力量，T細(xì)胞被認(rèn)為經(jīng)歷了他們典型的實(shí)驗(yàn)室常規(guī)，無法嗅出一種肽，然后是另一種，然后是另一種需要數(shù)百甚至數(shù)千種結(jié)合事件的過程，然后它們的受體與足夠的肽結(jié)合以激活免疫響應(yīng)。

然后馮和朗對(duì)T細(xì)胞施加了10皮克頓力，相當(dāng)于通過下降1/1000睫毛所施加的重力。應(yīng)用于T細(xì)胞的特殊染料立即顯示細(xì)胞內(nèi)鈣的增加，這表明它被激活。隨著實(shí)驗(yàn)的進(jìn)行，F(xiàn)eng和Lang開始一次性去除一種肽，并了解到，用這么小的力量，T細(xì)胞在接觸少至兩種肽時(shí)就能發(fā)揮作用。

“憑借我們擁有的非常精確的顯微鏡，我們沒有看到重復(fù)的綁定。我們看到了一個(gè)單一的綁定事件，”Lang說。“這篇論文告訴我們關(guān)于系統(tǒng)如何實(shí)際運(yùn)作的機(jī)制。它基本上說我們正在處理一個(gè)需要激活力量的機(jī)械傳感器。從戰(zhàn)略上講，它正在改變我們應(yīng)該尋找的東西。”

國家癌癥研究所的研究員Christian S. Hinrichs博士說，該團(tuán)隊(duì)的工作可以幫助設(shè)計(jì)T細(xì)胞療法的策略。

“在新興且非常有前途的T細(xì)胞治療領(lǐng)域，這些研究結(jié)果有助于我們?cè)诜浅；镜膶用嫔狭私庵委熜訲細(xì)胞是如何觸發(fā)其攻擊目標(biāo)的，”他說。