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加州理工大学新闻

How the Body Fights Cancer and Intruders

T cells surround a cancer cell

Credit: National Institutes of Health

人体的免疫系统就像一个庞大的特工团队。某些被称为T细胞的细胞各自专门识别特定的入侵者,如流感病毒或沙门氏菌。确定特定T细胞的目标是设计癌症个性化治疗和开发疫苗的关键一步。现在,加州理工学院的一组科学家开发了两种快速确定T细胞目标的新方法。

这项工作是在戴维·巴尔的摩实验室完成的,罗伯特·安德鲁斯·米利肯是生物学教授和名誉主席。两篇描述这项研究的论文发表在1月28日出版的《自然方法》杂志上。

被病原体感染的细胞——例如流感病毒——会在细胞表面显示入侵者的遗传物质,就像挥动红旗来指示细胞内部发生了什么。这些"标志,"称为抗原,出现在细胞表面的蛋白上,称为MHCs(主要组织相容性复合体)。每个T细胞都专门识别不同的抗原。当一个T细胞发现一个在MHC复合体上显示其目标抗原的细胞时,T细胞将与它结合并摧毁它。

一个人体内平均有100万到500万个独特的T细胞针对无数不同的病原体。虽然科学家可以描述T细胞受体的功能和分子组成,但很难确定特定受体具体识别的目标。事实上,已知的抗原- t细胞对还不到1000对。

现在,在博士后学者Alok Joglekar和Guideng Li以及前博士后学者Michael Bethune的带领下,巴尔的摩实验室的研究人员开发了两种确定T细胞目标的新方法。

在第一种方法中,科学家们将一种叫做信号域的蛋白质附着在mhc上。这种新的复合物被称为信号和抗原递呈双功能受体(SABR),其设计目的是向细胞发送信号,使其在与相应的T细胞结合后发出明亮的绿色。然后,研究人员可以提取数千种不同的抗原,每种抗原都由SABR呈现,并将它们与特定的T细胞结合。只有呈现正确抗原的细胞才会发绿光,这样研究人员就能找出正确的抗原——T细胞的目标。

第二种方法利用了一种叫做滋养细胞增多症的自然现象。当T细胞和它的靶细胞结合在一起并交换与它们表面结合的蛋白质时,就会发生这种情况。尽管研究人员还没有确定滋养细胞增多症发生的原因,巴尔的摩实验室决定用这种现象来表明t细胞的目标。为了做到这一点,研究人员制造了一个抗原呈递细胞池,每个细胞都显示一种独特的抗原,然后将它们暴露在带有感兴趣受体的T细胞中。只有表达正确抗原的细胞通过滋养细胞作用从T细胞获得标记物。然后,通过T细胞表面的标记物识别T细胞的抗原。

了解抗原- t细胞对开发癌症疫苗和设计癌症个性化治疗至关重要,因为抗原也可以是癌症的特征。没有两种癌症是相同的,因为癌细胞生长得如此之快,它们也会迅速变异。理想情况下,科学家可以从一个人的肿瘤样本中分离出T细胞,然后用其中一种方法来发现T细胞靶向的抗原。一旦这些目标被确定,T细胞就可以被用来增强患者自身的免疫系统,以各种方式帮助其更好地对抗癌症。

一篇描述SABR方法的论文名为"T细胞抗原发现通过信号和抗原递呈双功能受体。"博士后学者Alok Joglekar是这项研究的第一作者。除了Joglekar和Baltimore,合著者还有加州理工学院的研究技术员Michael Leonard和Margaret Swift;前加州理工学院研究技术员John Jeppson;博士后李贵登;前加州理工学院本科生,现任研究技术员斯蒂芬妮·王(本科16);原加州理工学院博士后彭松明,现为特约制药;加州大学洛杉矶分校的杰西·扎雷斯基;詹姆斯·希思,前加州理工学院教授,现就职于西雅图的系统生物学研究所;加州大学洛杉矶分校的Antoni Ribas;以及前博士后学者迈克尔·白求恩。

一篇描述滋养细胞作用方法的论文,题目是通过滋养细胞作用发现"T细胞抗原。"李贵登和白求恩是这项研究的第一作者。除了李、白求恩和巴尔的摩,合著者还有斯蒂芬妮·王;阿洛克Joglekar;迈克尔·伦纳德;本科杰西卡王;前研究生乔斯林金(博士’ 16),现加州大学洛杉矶分校;加州大学洛杉矶分校的郑东辉;Songming彭;杰西Zaretsky;加州理工学院研究生苏亚鹏、罗翼成;詹姆斯·希斯;安东尼里巴斯;还有加州大学洛杉矶分校的欧文·威特。巴尔的摩、里巴斯、希思和威特也是加州大学洛杉矶分校和加州理工学院帕克癌症免疫治疗研究所的成员。

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