我科学家发现人体免疫系统工作新机制
时间：2012-12-05
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文章来源：科技日报
12月3日，国际权威学术期刊《自然》在线发表了中科院上海生科院生物化学与细胞生物学研究所/国家蛋白质科学中心（上海）许琛琦研究员领导的研究组的最新成果，首次证明钙离子能改变脂分子功能来帮助T淋巴细胞（简称T细胞）活化，提高T细胞对外来抗原的敏感性，从而帮助机体清除病原体。这项新成果对治疗自身免疫病、慢性病毒感染、肿瘤等多种与T细胞相关的疾病有很好的指导意义。该论文也是新成立的国家蛋白质科学中心（上海）的第一篇学术论文。
人体的免疫系统复杂而精确，其中T细胞是一种关键的功能细胞，是保证机体健康的基础，与肿瘤、艾滋病、免疫缺陷症等疾病直接相关。艾滋病病毒正是通过感染T细胞从而破坏免疫系统并使人致病。
据许琛琦介绍，T细胞发挥功能的基础是识别外来抗原，这项功能由T细胞抗原受体（TCR）来行使。每一个T细胞表面都有几千个TCR，TCR的周围是脂质分子，它们通过静电力将TCR的活化位点屏蔽起来，保证它们在没有抗原的时候不会活化，接受抗原刺激后则快速活化。
钙离子在细胞内担任非常重要的“信号使者”角色。T细胞被抗原活化后，细胞外的钙离子会通过钙离子通道流入细胞内，细胞内钙离子浓度会在数秒之内提高10倍，并维持几个小时。这些钙离子能够直接结合TCR周围的脂质分子，中和它们的负电荷，从而解除脂质分子对TCR活化位点的屏蔽，帮助TCR活化，将比较弱的抗原刺激信号放大，使得T细胞获得完全的效应功能。这种机制大大提高了T细胞对抗原的敏感性。
美国科学院院士，斯坦福大学医学院免疫、移植与感染研究所所长、着名免疫学家Mark Davis教授指出，这项工作令人激动，揭示了钙离子对TCR活化及其T细胞生理功能的重要作用，解决了T细胞活化的一个关键性问题。
据《东方早报》报道，昨天，国际权威学术期刊《Nature》（《自然》）在线发表了中科院上海生科院生物化学与细胞生物学研究所/国家蛋白质科学中心（上海）许琛琦研究员领导的研究组的最新成果：一种人体免疫系统工作新机制，即钙离子可以激活体内的T淋巴细胞（简称T细胞），而T细胞正是消灭病原体的“主力部队”。
身体不舒服了，就会生病。可对很多市民来说，恐怕并不了解“病”是怎么一回事。其实，人体内的免疫系统复杂而精确，病原体进入后，就会与体内的免疫细胞进行一番厮杀，谁能胜出就决定了最后的结果。在免疫系统这支“军团”中，T细胞是一种关键的功能细胞，堪称是“指挥官”加“士兵”，它的数量以及“活力”，影响着健康的程度。许琛琦表示，例如肿瘤、艾滋病、免疫缺陷症、自身免疫病等多种疾病都与T细胞的功能相关，艾滋病毒正是通过感染T细胞从而破坏人的免疫系统。
据了解，在T细胞的表面，活跃着一种名为TCR的抗原受体，它们就如同是部队中的“侦察兵”，只要察觉到抗原信号，就会通知T细胞本身，让其参加“战斗”。许琛琦研究组发现，作为人体内必需的钙离子，除了组成骨骼和牙齿外，居然还在细胞内担任非常重要的“通信兵”角色。T细胞被抗原活化后，细胞外的钙离子经通道流入细胞内，浓度会在数秒内提高10倍，并维持几个小时。这些钙离子能直接结合TCR周围的脂质分子，帮助TCR活化，将比较弱的抗原刺激信号放大，激活“沉睡”中的T细胞，从而让其加入到与疾病的争斗中。
就理论上来说，钙离子信号通路是多种疾病的药物靶点。但是，许琛琦强调，目前只是在基础科学领域的研究，要落实到临床医学，还需要不断的实验。另外，他也表示，此钙离子是细胞内的活性钙，浓度很低，靠吃钙片和骨头汤等传统“补钙”方式并不能增加其含量。
身体里的钙有什么作用？它能强健骨骼、让肌肉不会轻易抽筋，还能增强机体免疫力。这是中国科学院生物化学与细胞生物学研究所/国家蛋白质科学中心（上海）许琛琦研究员课题组的最新发现：在细胞里的钙离子，能帮助人体内T淋巴细胞的活化，提高T淋巴细胞对“外敌入侵”的敏感性，从而帮助机体清除病原体。昨天凌晨，国际权威学术刊物《自然》在线发表了这一发现。
T 淋巴细胞是人体免疫系统中的“高级部队”。它巡游在人体内，一旦发现细菌、病毒等“外敌”入侵，即使数量极其微小，也会及时行动起来，召集其他“免疫大军”，坚决将其清除——其敏感程度，只有神经细胞可相媲美。
也正因此，T细胞也成了不少病毒、肿瘤细胞的攻击对象。比如，艾滋病毒就直接攻击T细胞，因为一旦让T细胞“缴械”，它就能在人体内长驱直入。
经过几年努力，许琛琦有了新发现。原来，在每一个T细胞的膜上，都有多达几千个信号接收器TCR（T细胞抗原受体），像哨兵一样担任警戒任务。TCR身上有数个活化位点，平时被脂质分子包裹着。这些位点如开关，一旦侦察到外敌，就会迅速激活并打开细胞上的“钙闸门”，将细胞外的钙离子放进细胞，让细胞内钙离子浓度迅速增加10倍。
当钙离子进入细胞后，它们会拉开其他的脂质分子，打开更多的TCR开关，从而活化T细胞，开启各种“应急预案”，有的产生蛋白质御敌，有的下令免疫细胞增殖——齐心协力消灭“坏蛋”。
“T细胞这种信号放大机制，还是首次发现。”许琛琦介绍。病毒专家、中科院上海巴斯德研究所所长孙兵研究员对此很感兴趣，既然只要去掉TCR上的脂质分子屏蔽，就能增强T细胞功能，那么我们可以设计药物来完成这个任务，使被病毒“挟持”的T细胞恢复活力，就能清除体内病毒，尤其是慢性病毒，如乙肝病毒。国际免疫学权威、美国斯坦福大学医学院免疫、移植与感染研究所所长马克·戴维斯教授评论说：“这项工作揭示了T细胞工作的一个关键性机制，完成得非常漂亮，其发现令人兴奋。”