免疫细胞塑造自己的道路

在对抗疾病时，我们的免疫细胞需要快速到达目标。奥地利科学技术研究所 (ISTA) 的研究人员现在发现，免疫细胞会主动生成自己的引导系统，以在复杂的环境中导航。这挑战了早期关于这些运动的观念。研究人员的研究结果发表在《科学免疫学》杂志上，增强了我们对免疫系统的了解，并提供了改善人类免疫反应的潜在新方法。

细菌或素等免疫威胁可能出现在人体内的各处。幸运的是，免疫系统——我们自己的保护盾——有其复杂的方式来应对这些威胁。例如，我们免疫反应的一个重要方面涉及感染和炎症期间免疫细胞的协调集体运动。但我们的免疫细胞如何知道该走哪条路呢?

来自奥地利科学技术研究所 (ISTA) Sixt 小组和Hannezo 小组的一组科学家解决了这个问题。在今天发表在《科学免疫学》上的研究中，研究人员揭示了免疫细胞在复杂环境中集体迁移的能力。

树突状细胞 — 信使

树突状细胞 (DC) 是我们免疫反应的关键参与者之一。它们充当先天反应(身体对入侵者的第一反应)和适应性反应(针对特定细菌并创造记忆以抵御未来感染的延迟反应)之间的信使。像侦探一样，DC 会扫描组织以寻找入侵者。一旦它们找到感染部位，它们就会被激活并立即迁移到淋巴结，在那里它们交出作战计划并启动级联中的后续步骤。

它们向淋巴结的迁移是由趋化因子(从淋巴结释放的小信号蛋白)引导的，建立了梯度。过去，人们认为树突状细胞和其他免疫细胞会对这种外部梯度做出反应，向更高的浓度移动。然而，ISTA 进行的新颖研究现在对这一概念提出了挑战。

一种受体——两种功能

科学家们仔细观察了一种受体——一种在激活的树突状细胞上发现的表面结构，称为“CCR7”。CCR7 的基本功能是与淋巴结特异性分子 (CCL19) 结合，从而触发下一步的免疫反应。“我们发现 CCR7 不仅能感知 CCL19，还能积极影响趋化因子浓度的分布，”Michael Sixt 实验室的前博士后 Jonna Alanko 解释道。

他们使用不同的实验技术证明，当 DC 迁移时，它们通过 CCR7 受体吸收并内化趋化因子，导致趋化因子浓度局部减少。由于周围的信号分子较少，它们会进一步进入更高的趋化因子浓度。这种双重功能使免疫细胞能够产生自己的引导信号，以更有效地协调它们的集体迁移。

运动取决于细胞群

为了在多细胞尺度上定量地理解这一机制，Alanko 及其同事与 ISTA 的理论物理学家 Edouard Hannezo 和 Mehmet Can Ucar 合作。凭借在细胞运动和动力学方面的专业知识，他们建立了能够重现阿兰科实验的计算机模拟。通过这些模拟，科学家们预测树突状细胞的运动不仅取决于它们对趋化因子的个体反应，还取决于细胞群的密度。“这是一个简单但不平凡的预测;细胞越多，它们产生的梯度就越尖锐——这确实凸显了这种现象的集体性质!” Can Ucar 说。

此外，研究人员发现，T 细胞(消灭有害细菌的特定免疫细胞)也受益于这种动态相互作用，增强其自身的定向运动。“我们渴望通过正在进行的项目进一步了解细胞群之间这种新颖的相互作用原理，”这位物理学家继续说道。

增强免疫反应

这些发现为细胞如何在我们体内移动的新方向迈出了一步。与之前的看法相反，免疫细胞不仅对趋化因子做出反应，而且还通过消耗这些化学信号在塑造自身环境中发挥积极作用。这种信号线索的动态调节提供了一种优雅的策略来指导它们自己的运动和其他免疫细胞的运动。

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