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新研究武装巨噬细胞!反转癌细胞发射信号!
作者:   来源:转化医学网   发布者:尹海华   日期:2017-09-30   今日/总浏览:4/772

一组研究人员设计了智能蛋白分子,该分子能够重新编程白细胞,并使其忽略癌细胞在体内赖以生存和传播的自卫信号机制。研究人员表示,这有利于建立一种新型方法编辑免疫细胞,从而抵抗癌症和传染病。该团队在活细胞培养系统中成功测试了该方法。

这项工作由生物工程教授加州大学圣地亚哥分校Peter Yingxiao Wang,Shu Chien与Victor Nizet, Xiangdong Xu以及伊利诺伊大学香槟分校的研究人员一起合作。该团队本月在Nature Communications发表了自己的工作。

“iSNAPS”(集成感应和激活蛋白)智能蛋白质用于检测活细胞中的精确分子信号,并且利用这些信号,使细胞抵抗疾病或执行其他有益功能。Wang说,这项研究首次证明感应和激活能力共同结合在单分子中。

研究人员将他们的iSNAPS插入一种白细胞--巨噬细胞中,并证明它们可以显著增强巨噬细胞吞噬和破坏快速分裂癌细胞的能力。

巨噬细胞是在免疫系统中起重要作用的白细胞。他们的一部分任务是通过消化来除去外来颗粒和有害生物,如病原体和癌细胞。当巨噬细胞与癌细胞或其他外来入侵者结合时,巨噬细胞上的表面Fcγ受体蛋白发出“吃我”信号,促使巨噬细胞吞噬并破坏入侵者。

然而,癌细胞具有保护致病潜力的特殊机制。它们具有称为CD47的表面蛋白质,与巨噬细胞的SIRP-α表面蛋白质相互作用,发出“不要吃我”的信号。

iSNAP技术的秘诀在于重新安排癌细胞与免疫系统之间的战场。 iSNAPS重新连接巨噬细胞,来覆盖 “不要吃我”的信号,并将其解释为“吃我”信号。当iSNAP的SIRP-α表面蛋白质与癌细胞上的CD47相互作用时,它具有检测巨噬细胞内关键分子事件的感应器。iSNAPS立即将响应信号转换成绿/黄光信号,使研究人员能够通过显微镜观察分子活性。活化组分也被触发释放出能够引发巨噬细胞吞噬癌细胞级联事件的酶。 值得注意的是,这种响应时间非常快 - 我们认为这是几秒到几分钟内发生的,Wang说。

在他们的实验中,研究人员将他们的工程巨噬细胞与癌细胞混合在培养皿中,并通过显微镜观察其活性。巨噬细胞能够吞噬大部分测试的癌细胞。作为对照实验,研究人员使用含有无效iSNAPS的巨噬细胞,其仅具有感应但没有激活能力。他们观察到这些巨噬细胞可以结合并检测癌细胞的存在,但不能吞噬它们。

Wang指出,iSNAPS的设计原则可以用于其他用途,如重新设计免疫细胞来杀死细菌。它们也可以应用于其他免疫细胞类型,如T细胞,用于癌症治疗。展望未来,该团队正在计划在小鼠中测试iSNAPS,以了解它们在体内的表现。研究人员也有兴趣研究iSNAPS是否可以被利用来增强其他原生细胞功能以纠正各种疾病病理状态。

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