人體免疫系統工作機制復雜而精確、奧秘無窮。中國科學院科學家的一項最新研究,首次發現并證明人體免疫系統內的鈣離子能“幫助”T淋巴細胞清除病原體的新奧秘,國際學術期刊《自然》3日在線發表了相關研究論文。

據這項研究負責人、中國科學院生物化學與細胞生物學研究所研究員許琛琦介紹,T淋巴細胞(簡稱T細胞)是人體免疫系統一種關鍵的功能細胞,與腫瘤、艾滋病、免疫缺陷癥、自身免疫病等多種疾病直接相關,艾滋病毒正是通過感染T細胞從而破壞人的免疫系統使人致病。

T細胞發揮功能的基礎是識別外來的抗原,這項功能由T細胞抗原受體(TCR)來行使。每一個T細胞表面都有幾千個TCR,像哨兵一樣擔任警戒任務,隨時對抗入侵的病原體。TCR周圍是脂質分子,它們通過靜電力將TCR的活化位點屏蔽起來,保證它們在沒有抗原的時候不會活化,接受抗原刺激后則快速活化,由此調控著“哨兵”的戰斗力。

鈣離子是人體內必需的金屬離子,除了組成骨骼和牙齒外,還在細胞內擔任了非常重要的“信號使者”角色。許琛琦通過生物化學、生物物理、免疫學等多種技術手段研究發現,T細胞被抗原活化后,細胞外的鈣離子會通過鈣離子通道流入細胞內,細胞內鈣離子濃度就會在數秒之內提高10倍,并維持幾個小時。

進一步研究發現,這些鈣離子能夠直接結合TCR周圍的脂質分子,中和它們的負電荷,從而解除脂質分子對TCR活化位點的屏蔽,幫助TCR活化,將比較弱的抗原刺激信號放大,使得T細胞獲得完全的效應功能。這種機制大大提高了T細胞對抗原的敏感性。

美國科學院院士、斯坦福大學醫學院免疫、移植與感染研究所所長馬克·戴維斯認為,許琛琦的這項研究工作“非常漂亮并令人激動”,揭示了鈣離子對TCR活化及其T細胞生理功能的重要作用,解決了T細胞活化的一個關鍵性問題。

中科院上海巴斯德所所長孫兵認為,鈣信號通路是多種疾病潛在的藥物靶點,這項研究成果對治療多種與T細胞相關的疾病具有很好的指導意義。

許琛琦的這項研究與中科院強磁場科學中心王俊峰研究組共同完成,清華大學劉萬里研究組也參與了合作研究。