Nature子刊：免疫细胞如何“嗅出”病原体

免疫细胞能够像嗅探犬一样检测感染，使用一种叫做toll样受体的特殊传感器，简称tlr。但是是什么信号激活了tlr，这种激活的规模和性质与被检测到的物质之间有什么关系？在最近的一项研究中，来自波恩大学和波恩大学医院（UKB）的研究人员使用了一种创新的方法来回答这些问题。他们采用的方法可能有助于加快寻找对抗传染病、癌症、糖尿病或痴呆症的药物。他们的研究结果发表在《自然通讯》杂志上。

　　

免疫细胞能够像嗅探犬一样检测感染，使用一种叫做toll样受体的特殊传感器，简称tlr。但是是什么信号激活了tlr，这种激活的规模和性质与被检测到的物质之间有什么关系？在最近的一项研究中，来自波恩大学和波恩大学医院（UKB）的研究人员使用了一种创新的方法来回答这些问题。他们采用的方法可能有助于加快寻找对抗传染病、癌症、糖尿病或痴呆症的药物。他们的研究结果已经发表在杂志上自然通讯．

在我们的许多细胞表面都发现了大量的tlr，特别是在粘膜和免疫系统的细胞表面。它们的工作原理就像我们鼻子里的嗅觉感受器，当它们遇到特定的化学信号时就会被激活。它们触发的警报会在细胞内引发一系列反应。例如，当清道夫细胞“嗅出”一种细菌时，它们通过吞噬和消化细菌，启动一个被称为吞噬的过程，而其他免疫细胞则释放特殊的信使，要求增援，从而引发炎症。

tlr被危险信号激活

有几组tlr，每一组对不同的“气味”有反应。“这些分子在进化过程中已经结晶成重要的危险信号，”波恩大学制药研究所的恩瑟·温德尔教授解释说。其中包括脂多糖（LPS），它构成了细菌细胞壁的组成部分。

“在许多情况下，我们还不确定的是，被检测到的信号会引发什么样的反应，”温德尔说，他也是跨学科研究领域（TRAs）“生命与健康”和“可持续未来”的成员。“例如，很有可能不同的分子刺激相同的TLR，但引发不同的反应。”

研究人员通常试图通过用不同的颜色标记分子来回答这个问题，例如，这告诉他们，受体何时开启某种信号通路，这些分子在其中发挥重要作用。然而，这种方法非常耗时和费力，并且要求观察者已经非常熟悉信号通路。

“相反，我们尝试了一种不同的技术，不需要任何颜色编码，并且已经成功地用于阐明其他受体的工作原理，”温德尔透露。“我们现在首次使用这种方法来研究tlr。”这个过程是基于这样一个事实：当细胞接触到一个信号分子时，它们倾向于改变自己的形态，例如，使自己“吞下”一个细菌或转化为受感染的组织。

改变波长使TLR激活可见

这种形式的变化可以很容易地看到，将细胞放在一个特殊涂层的透明板上，并从下面照射宽带光源。光谱的某些区域（波长）在光与涂层相遇的地方被反射——具体是哪些区域取决于细胞内部正在进行的过程和变化。

Weindl的同事Janine Holze博士说：“我们能够证明，在加入信号分子后，反射波长的这些变化在几分钟内就会发生。”“我们还让细胞接触到大肠杆菌和沙门氏菌的脂多糖。虽然细胞壁的两种成分刺激相同的TLR，但在引入大肠杆菌LPS后，反射光谱的变化方式与加入沙门氏菌LPS后不同。”这表明相同的受体被不同的分子以不同的方式激活，然后根据信号触发特定的反应。

Weindl说：“因此，这种方法可以比以前更细致地解释受体是如何工作的，同时也简化了寻找具有高度特异性作用的潜在药物的工作。”可能的用途包括加强免疫反应，使人体自身的防御力量能够更有效地对抗癌细胞。相比之下，对于糖尿病、风湿病或阿尔茨海默氏症等疾病，其目标是削弱免疫反应的特定方面，否则这些方面可能会损害健康组织，而这种新方法很可能使研究人员向这一目标迈进一步。