由奧地利科學(xué)技術(shù)研究所助理教授Michael Sixt領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)研究小組，提供了免疫細(xì)胞如何尋路穿過(guò)組織機(jī)制的新認(rèn)識(shí)。這些研究發(fā)現(xiàn)提供了首個(gè)證據(jù)，表明細(xì)胞沿著組織中固定的化學(xué)信號(hào)濃度梯度實(shí)現(xiàn)了定向遷移。長(zhǎng)期以來(lái)人們一直認(rèn)為應(yīng)是如此，但從未通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行證實(shí)。相關(guān)論文發(fā)表在1月17日的《科學(xué)》（Science）雜志上。

免疫細(xì)胞時(shí)常在我們的身體中巡邏，以巡查細(xì)菌、病毒等外源侵入物。為此，它們離開(kāi)血液，積極地爬行穿過(guò)組織，最終通過(guò)淋巴管重新進(jìn)入血液循環(huán)。Michael Sixt實(shí)驗(yàn)室的研究人員闡析了細(xì)胞如何受到引導(dǎo)通過(guò)如皮膚等組織的機(jī)制。

研究人員認(rèn)為，免疫細(xì)胞是通過(guò)“觸摸”或“嗅”的方式來(lái)感知它們的環(huán)境：它們利用粘附受體與結(jié)締組織蛋白等結(jié)構(gòu)分子結(jié)合?；蚴撬鼈兝脤?zhuān)門(mén)的表面受體“嗅到”溶解性信號(hào)分子。尤其是溶解性分子，被認(rèn)為是充當(dāng)了定向信號(hào)，因?yàn)檫@些免疫細(xì)胞傾向于更密集地靠近溶解性分子生成地。就如同聞香尋花一樣，免疫細(xì)胞能夠沿著這樣的溶解性梯度往下走。研究人員曾在細(xì)胞培養(yǎng)物實(shí)驗(yàn)中證實(shí)觸覺(jué)和嗅覺(jué)這兩種機(jī)制的作用。但目前對(duì)于真正組織中細(xì)胞導(dǎo)向發(fā)揮功能的機(jī)制仍不清楚。

根據(jù)新研究，小鼠皮膚中的免疫細(xì)胞采用了一種組合策略。它們跟隨著指引信號(hào)梯度，這些信號(hào)并非是溶解性的，而是固定在結(jié)締組織的糖分子上。在他們最新發(fā)表的研究工作中，Michael Sixt研究小組將樹(shù)突狀細(xì)胞和信號(hào)分子——趨化因子CCL21進(jìn)行了顯像，記錄了細(xì)胞導(dǎo)航通過(guò)活組織的影像。研究人員發(fā)現(xiàn)趨化因子是由淋巴管專(zhuān)門(mén)生成。從淋巴管到周?chē)M織，趨化因子分布形成了一個(gè)濃度梯度。

與奧地利科學(xué)技術(shù)研究所的兩位物理學(xué)家Robert Hauschild和Tobias Bollenbach合作，他們繪制出了趨化因子分布的定量圖譜，并比較了細(xì)胞的遷移路線(xiàn)。觀(guān)察結(jié)果與定量預(yù)測(cè)相吻合：一個(gè)細(xì)胞可通過(guò)比較其表面上的趨化因子濃度來(lái)找到下一個(gè)淋巴管，然后爬向更高的濃度。由于梯度嘈雜，為了讓這一機(jī)制起作用，細(xì)胞必須有一定的大小。小的細(xì)胞很容易困在一個(gè)局部濃度高峰，因?yàn)樗鼰o(wú)法“看清”附近是否有更高的峰。為了證實(shí)他們的想法，科學(xué)家們利用來(lái)自外部的過(guò)量趨化因子消除組織中的趨化因子梯度。他們發(fā)現(xiàn)，這會(huì)使細(xì)胞發(fā)生混亂，無(wú)法找到通往淋巴管的路徑。當(dāng)他們讓趨化因子不再固定于組織時(shí)，細(xì)胞也會(huì)產(chǎn)生迷惑，這表明這種梯度并非是可溶性的，而是與組織相結(jié)合。