鈣離子點燃了免疫細胞的”烽火台”-上海科技報

這是一篇發表在上海科技報上的文章:

烽火連三月，“信號”抵萬金。在人體對抗病毒、細菌等病原體的“戰爭”中，遍布免疫T淋巴細胞（簡稱T細胞）表面的抗原受體如同一個個“烽火台”。

只要有一個受體遭遇“敵軍”進攻，就會及時發出信號，而其他“烽火台”也幾乎在瞬間“點燃”，就此拉開了一系列轟轟烈烈的免疫“軍事行動”，直至消滅“敵軍”。

那麼，T細胞的“烽火台”之間如何實現近乎完美的信號聯絡呢？前天，國際權威學術期刊《自然》在線發表了中國科學院生物化學與細胞生物學研究所、國家蛋白質科學中心（上海）許琛琦研究員領導的研究組的最新成果。

該研究首次證明：鈣離子能夠改變脂分子功能來幫助T細胞活化，提高T細胞對抗外來抗原的敏感性，從而幫助機體清除病原體。該論文也是新成立的國家蛋白質科學中心（上海）發表的第一篇學術論文。

在人體免疫系統中，T細胞是發號施令的“指揮官”，能識別外來的病原體“敵軍”，進而調動其他免疫反應。這得益於T細胞表面的數千個抗原受體。

“和平年代”，帶正電的T細胞抗原受體與細胞膜上帶負電的脂質分子，以靜電力結合在一起。此時，T細胞抗原受體的活化位點，如利劍在鞘，不露鋒芒。

然而，一旦遇到病原體，抗原受體就馬上進入“戰爭狀態”，快速活化其他功能蛋白，喚醒各種免疫手段，對病原體群起而攻之。這樣的機制，保證了T細胞不會隨便發動“免疫戰爭”，影響人體健康。

在長期的進化中，T細胞已經變得異常敏感，只需要T細胞抗原受體監測到非常微量的抗原信號刺激後，就能快速活化。

這是T細胞免疫反應的關鍵一步，許琛琦領導的研究組對其中的精細調控過程進行了深入研究。他們發現，當T細胞抗原受體接收到抗原信號後，就會在細胞內釋放信號，打開位於細胞膜表面的鈣離子通道。

原本細胞外鈣離子的濃度是細胞內鈣離子濃度的1萬倍，在抗原激活幾秒後，鈣離子大量從細胞外湧入到細胞內，使得細胞內鈣離子濃度總體提高10倍，並持續幾個小時。

有趣的是，這些帶正電鈣離子有選擇性地聚集到T細胞抗原受體附近，它們與帶負電的脂質分子結合，從而解除了脂質分子對T細胞抗原受體的屏蔽。

越來越多的T細胞抗原受體被激活，抗原信號得以迅速放大，T細胞也獲得了完全的效應功能。

由此可見，鈣離子通道是T細胞抗原受體“烽火台”之間快速溝通的秘密通道，這使得鈣離子信號通路成為治療多種疾病的潛在靶點。

據許琛琦介紹，該項目是與中科院強磁場科學中心王俊峰研究組合作完成的，清華大學劉萬里研究組也參與其中，科技部、國家自然科學基金委、中科院及上海市科委給予經費支持。美國科學院院士、著名免疫學家馬克·戴維斯教授評價該研究成果“令人激動”，解決了T細胞活化的一個關鍵性問題。（記者 耿挺）