發(fā)布日期：2017-10-09
一直以來，巨噬細(xì)胞都是以人體健康衛(wèi)士的頭銜拋頭露面，其主要任務(wù)是吞噬對人體有害的細(xì)胞。但是有大量研究表明，巨噬細(xì)胞在防控癌細(xì)胞方面并沒有多大本事，甚至巨噬細(xì)胞越多的腫瘤，預(yù)后就越差。
癌細(xì)胞為了保護(hù)自己，在表面布置了比正常細(xì)胞更多的CD47(圖片來源 labweb.cn)
為什么巨噬細(xì)胞對癌細(xì)胞不起作用，科學(xué)家也在不停的尋找背后的根源。其中目前最熱門的理論是“聰明”的癌細(xì)胞表面可能會上調(diào)表達(dá)特異性的蛋白，例如CD47，一旦這些特異性的蛋白高度表達(dá)，巨噬細(xì)胞就會把偽裝后的癌細(xì)胞當(dāng)成正常細(xì)胞放過。
CD47廣泛分布于人體各種細(xì)胞中，是細(xì)胞進(jìn)化出的一種自我保護(hù)機(jī)制(可以和巨噬細(xì)胞表面的SIRPα相結(jié)合)。而癌細(xì)胞為了躲避巨噬細(xì)胞的吞噬，模仿正常細(xì)胞的表面表達(dá)CD47，即使其百般挑釁，向巨噬細(xì)胞發(fā)出“吃我”的信號，巨噬細(xì)胞也不會去動它。
CD47抗體(圖片來源 biodiscover.com)
了解了巨噬細(xì)胞吞噬腫瘤細(xì)胞的機(jī)制之后，很容易就可以看出，如果能夠阻斷CD47這條路，腫瘤細(xì)胞就在劫難逃了。但是，有一點(diǎn)需要注意的是，CD47在紅細(xì)胞(RBC)中也是高表達(dá)，而簡單的阻斷CD47誘導(dǎo)吞噬必然會引起貧血。
錢煦(左二)王英曉(左四)(圖片來源 ucsd)
那么有沒有可能讓巨噬細(xì)胞聰明起來，畢竟老是被癌細(xì)胞玩弄于股掌之中太不合規(guī)矩了。
近日，由加州大學(xué)圣地亞哥分校的王英曉(Peter Yingxiao Wang)、錢煦(Shu Chien )教授與伊利諾伊大學(xué)厄巴納-香檳分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)的研究人員共同合作設(shè)計(jì)了一種能夠重編程巨噬細(xì)胞的智能蛋白分子，使其能夠忽略癌細(xì)胞在體內(nèi)生存和傳播的自衛(wèi)信號機(jī)制，從而可以有效吞噬癌細(xì)胞。這一重磅研究發(fā)表在發(fā)表在頂尖期刊《Nature Communications》上。
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視頻來源 UC San Diego
藍(lán)色為巨噬細(xì)胞，綠/黃色是Toledo腫瘤細(xì)胞：(上)iSNAPS工程化的巨噬細(xì)胞迅速吞噬和清除癌細(xì)胞，(下)癌細(xì)胞被巨噬細(xì)胞所控制
這種智能分子，名為“iSNAPS(integrated sensing and actiating proteins)”，被設(shè)計(jì)用來檢測活細(xì)胞中精確的分子信號，并對這些信號作出反應(yīng)，從而使細(xì)胞能夠有效抵抗疾病或執(zhí)行其他防衛(wèi)功能，而且值得注意的是，這項(xiàng)研究首次演示了如何將感應(yīng)和激活能力結(jié)合到單個(gè)分子中。
此次研究人員將他們設(shè)計(jì)的iSNAPS插入到巨噬細(xì)胞，并證明了它們能夠顯著增強(qiáng)巨噬細(xì)胞吞噬和破壞快速分裂的癌細(xì)胞的能力。
工程化巨噬細(xì)胞吞噬癌細(xì)胞的作用機(jī)制(圖片來源 Nature)
iSNAP技術(shù)能夠重新配置癌細(xì)胞與免疫細(xì)胞之間的戰(zhàn)場，其通過重新編程巨噬細(xì)胞覆蓋掉癌細(xì)胞表面的“不要吃我”的信號，并將其翻譯為“吃我”的信號。iSNAP具有檢測巨噬細(xì)胞內(nèi)發(fā)生的關(guān)鍵分子事件的感測組件，當(dāng)它的SIRP-α表面蛋白質(zhì)與癌細(xì)胞上的CD47相互作用時(shí)，作為響應(yīng)，iSNAPS中有一個(gè)啟動原件會立即轉(zhuǎn)換以產(chǎn)生綠/黃光信號，使研究人員能夠通過顯微鏡觀察分子活性。與此同時(shí)，被觸發(fā)的啟動原件還會釋放一種酶，啟動一連串的反應(yīng)，使巨噬細(xì)胞能夠吞噬癌細(xì)胞。王教授強(qiáng)調(diào)說：“這個(gè)反應(yīng)時(shí)間非?？?，只需要幾秒鐘到幾分鐘。”
The activation and function of SIRPαShp2-iSNAP on phagocytosis of cancer cells(圖片來源 Nature)
在實(shí)驗(yàn)過程中，研究人員將他們的工程化巨噬細(xì)胞與培養(yǎng)皿中的癌細(xì)胞混合，并通過顯微鏡觀察其活性，發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞能夠吞噬大部分癌細(xì)胞。作為對照實(shí)驗(yàn)，研究人員使用了含有缺陷的iSNAPS的巨噬細(xì)胞進(jìn)行測試，他們觀察到這些巨噬細(xì)胞可以結(jié)合并檢測到癌細(xì)胞的存在，但不能吞噬癌細(xì)胞。
王教授指出，原則上，iSNAPS的設(shè)計(jì)也可以被用作其他免疫細(xì)胞類型，如重編程T細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)多管齊下的癌癥治療。目前，該團(tuán)隊(duì)正計(jì)劃在小鼠中測試iSNAPS，以了解它們在體內(nèi)的表現(xiàn)。同時(shí)，iSNAPS是否可以被利用來增強(qiáng)其他原生細(xì)胞功能以糾正各種疾病病態(tài)，研究人員也很有興趣。當(dāng)然這一研究成果也極有可能補(bǔ)足基于細(xì)胞的免疫療法的不足之處，掀起免疫治療的新一輪高潮。
關(guān)于王英曉(Yingxiao Wang)
美籍華人科學(xué)家，加州大學(xué)圣地亞哥分校教授，知名細(xì)胞研究專家，在分子和細(xì)胞力學(xué)生物學(xué)以及腫瘤研究方面均做出重大貢獻(xiàn)，在國際頂級期刊上發(fā)表有影響力的論文八十多篇，師承著名科學(xué)家錢煦院士。
關(guān)于錢煦(Shu Chien)
錢煦是著名的美籍華裔科學(xué)家、美國加州大學(xué)總校教授。他一人擁有世界6頂院士桂冠，除了全美四大院即美國科學(xué)院、工程院、醫(yī)學(xué)院、藝術(shù)暨自然科學(xué)院院士外，還是中國科學(xué)院外籍院士、臺灣“中央研究院”院士。
奧巴馬為錢煦教授美國國家科學(xué)獎?wù)?圖片來源 cumc.columbia.edu)
2011年9月27日，美國總統(tǒng)奧巴馬公布七位美國國家科學(xué)獎?wù)芦@得者名單，華人生物學(xué)家、美國加州大學(xué)圣地亞哥分校教授錢煦(Shu Chien)榜上有名。值得注意的是，此項(xiàng)獎項(xiàng)為美國科學(xué)界最高榮譽(yù)。錢煦作為全球最杰出的華人科學(xué)家之一，在國際上有影響的Nature、Science等一流學(xué)術(shù)刊物發(fā)表論文439篇，并完成9部經(jīng)典論著。
來源：醫(yī)麥客（微信號 emedclub_com）
