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免疫系统是阻止癌症发生的重要防线,而其中T细胞则是对抗肿瘤的主力军,但无论是体内原有的T细胞,还是在体外改造再重新输回患者体内的T细胞,都会面临一个关键问题:T细胞衰竭。这也是过继性细胞疗法,比如CAR-T疗法需要解决的一大挑战。
如同汽车失去了燃料就无法开动一样,T细胞衰竭与“能量工厂“线粒体的丢失密切相关。具有强大免疫抑制性的肿瘤微环境可以有效降低T细胞的线粒体活性,更可怕的是,癌细胞还能够窃取T细胞的线粒体,让原本状态已经很差的T细胞雪上加霜。
早在三年前,布莱根妇女医院(Brigham and Women's Hospital)的Shiladitya Sengupta博士和同事发现,当乳腺癌细胞与CD8+ T细胞共同培养一段时间后,前者会伸出极其微小的纳米管连接两个细胞,并将T细胞线粒体转移到乳腺癌内部。这一发现简直刷新了“癌细胞只会躲避免疫攻击”的认知。
▲癌细胞与T细胞之间有着纳米级别的管道(图片来源:参考资料[3])
不过在Sengupta博士看来,知晓癌细胞的这一策略反而能为我们提供治疗肿瘤的新思路。如果有一种纳米管可以反其道行之,将线粒体输回T细胞,是不是就可以重新唤起它们的战斗力呢?
时隔三年,研究团队在《细胞》发表了全新论文,他们证明骨髓基质细胞(BMSC)就是一个完美的线粒体供给者,在同时与T细胞培养时,BMSC会逐渐将线粒体输送到T细胞中。经过共培养的T细胞不仅展现出更强的线粒体呼吸功能,在对抗肿瘤时也有着更强的肿瘤渗透性和杀伤性,很少会经历细胞衰竭,这也为未来的细胞疗法研发带来了全新方向。
研究者之所以会关注BMSC,是因为过往研究已经发现它不但与T细胞联系紧密,还能够有效地促进T细胞的功能并调节T细胞分化。作者发现在共培养条件下,只需经过24小时,BMSC与T细胞之间就会出现一些纳米管形式的连接结构,这些结构明显区别于应力纤维,并且存在着一些扩大的节段,可以容纳细胞器经过。
为了确认线粒体是否在转移的细胞器之列,作者对BMSC的线粒体亚基蛋白进行了红色荧光标记。在显微镜下,作者清楚地看到纳米管结构和T细胞内部逐渐发出了荧光信号,这说明线粒体真的在朝T细胞转移!