改写教科书！Science：T细胞的蛋白质炸弹引爆感染和癌症——T细胞杀伤细菌和癌细胞的新机制

2020年6月1日讯 /生物谷BIOON /——我们免疫系统的杀手T细胞得名于此。它们会破坏被感染的细胞和癌细胞，现在，研究揭示了它们杀伤癌细胞和细菌的机制和细节。细胞用充满致命化学物质的蛋白质"炸弹"轰击目标。
明尼苏达大学医学院的免疫学家David Masopust说，这项研究"很明显是在完善我们的知识方面的重要一步"，揭示了这些免疫哨兵如何清除危险的细胞。
杀手T细胞最重要的武器之一是穿孔素，它是一种刺穿靶细胞外膜的蛋白质。T细胞释放的一种叫做颗粒酶的酶也会大量涌入，导致细胞自杀。杀伤T细胞是仅仅喷射出颗粒酶和穿孔蛋白，还是依靠特殊的结构将致命分子运送到目标细胞，目前还不清楚。
图片来源：STEVE GSCHMEISSNER SCIENCE SOURCE
为了找到答案，牛津大学(University of Oxford)的免疫学家Michael Dustin及其同事追踪了正在攻击的杀伤T细胞释放分子。他们的研究结果近日发表在《科学》（Science）杂志上，表明这些细胞将分子打包成容器，这个小组称之为超分子攻击粒子，或称SMAPs。通过分析这些炸弹的有效载荷，科学家们发现SMAPs不仅含有穿孔蛋白和颗粒酶，而且还含有280多种其他的蛋白质。
为了更深入地研究SMAPs的结构，研究人员转向了一种称为直接随机光学重建显微镜的超分辨率成像技术，这种技术可以精确定位单个分子。细胞释放出一些包裹在脂质中的小颗粒，但SMAPs有一层蛋白质外壳，并在其核心中含有颗粒酶和穿孔素。研究人员得出结论，杀伤T细胞不是仅仅释放穿孔蛋白和颗粒酶，而是形成一个复杂的容器来传递它们。
为了模拟杀伤T细胞和受害细胞之间的相互作用，Dustin和他的团队将T细胞置于双层脂质上，这层脂质类似于包裹细胞的膜。细胞膜上迅速出现SMAPs，这表明T细胞在锁住细胞后开始释放SMAPs。
当研究人员将杀伤T细胞从表面取出时，一些SMAPs仍然存在。研究小组报告说，就像分子地雷一样，它们可以在长达一天的时间里杀死细胞。Dustin说，追溯到20世纪80年代的研究可能已经发现了SMAPs的迹象，但直到最近，研究人员还没有成像技术来探测SMAPs的结构。
卡尔加里大学(University of Calgary)的免疫学家Christopher Mody表示，对于穿孔素和颗粒酶如何在靶细胞的细胞膜上聚合，这篇论文"提出了一种新的范式"，值得称赞。然而，他警告说，作者们还没有证明杀伤T细胞是先制造然后释放SMAPs，还是先释放然后在靶细胞上组装成SMAPs。
Dustin说，SMAPs的复杂内容表明，它们可能还有其他功能。例如，这些颗粒含有吸引免疫细胞并操纵它们行为的分子，这暗示着它们的作用之一可能是沟通。Dustin说："我们知道它们对细胞杀伤功能很重要，但我们怀疑还不止这些。（生物谷Bioon.com）
参考资料：
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
Immune cells blast infections and cancer with protein 'bombs'（润宝医疗网）