作者：轉化醫學平臺

我們免疫系統的殺手T細胞得名於此。它們會破壞被感染的細胞和癌細胞，現在，研究揭示了它們殺傷癌細胞和細菌的機制和細節。細胞用充滿致命化學物質的蛋白質"炸彈"轟擊目標。

明尼蘇達大學醫學院的免疫學家David Masopust說，這項研究"很明顯是在完善我們的知識方面的重要一步"，揭示了這些免疫哨兵如何清除危險的細胞。

殺手T細胞最重要的武器之一是穿孔素，它是一種刺穿靶細胞外膜的蛋白質。T細胞釋放的一種叫做顆粒酶的酶也會大量湧入，導致細胞自殺。殺傷T細胞是僅僅噴射出顆粒酶和穿孔蛋白，還是依靠特殊的結構將致命分子運送到目標細胞，目前還不清楚。

圖片來源：STEVE GSCHMEISSNER SCIENCE SOURCE

爲了找到答案，牛津大學(University of Oxford)的免疫學家Michael Dustin及其同事追蹤了正在攻擊的殺傷T細胞釋放分子。他們的研究結果近日發表在《科學》（Science）雜誌上，表明這些細胞將分子打包成容器，這個小組稱之爲超分子攻擊粒子，或稱SMAPs。通過分析這些炸彈的有效載荷，科學家們發現SMAPs不僅含有穿孔蛋白和顆粒酶，而且還含有280多種其他的蛋白質。

爲了更深入地研究SMAPs的結構，研究人員轉向了一種稱爲直接隨機光學重建顯微鏡的超分辨率成像技術，這種技術可以精確定位單個分子。細胞釋放出一些包裹在脂質中的小顆粒，但SMAPs有一層蛋白質外殼，並在其核心中含有顆粒酶和穿孔素。研究人員得出結論，殺傷T細胞不是僅僅釋放穿孔蛋白和顆粒酶，而是形成一個複雜的容器來傳遞它們。

爲了模擬殺傷T細胞和受害細胞之間的相互作用，Dustin和他的團隊將T細胞置於雙層脂質上，這層脂質類似於包裹細胞的膜。細胞膜上迅速出現SMAPs，這表明T細胞在鎖住細胞後開始釋放SMAPs。

當研究人員將殺傷T細胞從表面取出時，一些SMAPs仍然存在。研究小組報告說，就像分子地雷一樣，它們可以在長達一天的時間裏殺死細胞。Dustin說，追溯到20世紀80年代的研究可能已經發現了SMAPs的跡象，但直到最近，研究人員還沒有成像技術來探測SMAPs的結構。

卡爾加里大學(University of Calgary)的免疫學家Christopher Mody表示，對於穿孔素和顆粒酶如何在靶細胞的細胞膜上聚合，這篇論文"提出了一種新的範式"，值得稱讚。然而，他警告說，作者們還沒有證明殺傷T細胞是先製造然後釋放SMAPs，還是先釋放然後在靶細胞上組裝成SMAPs。

Dustin說，SMAPs的複雜內容表明，它們可能還有其他功能。例如，這些顆粒含有吸引免疫細胞並操縱它們行爲的分子，這暗示着它們的作用之一可能是溝通。Dustin說："我們知道它們對細胞殺傷功能很重要，但我們懷疑還不止這些。

參考資料：

Balint et al. Supramolecular attack particles are autonomous killing entities released from cytotoxic T cells. Science 07 May 2020：eaay9207 DOI：10.1126/science.aay9207

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