癌细胞与免疫细胞的线粒体争夺战:骨髓基质细胞为T细胞提供能量补给的新突破
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最近,科学家们在探索肿瘤微环境中癌细胞与免疫细胞的相互作用时发现了一些令人震惊的震撼。尤其是,一篇发表在《自然·纳米技术》上的研究表明,癌细胞通过机制细胞间的纳米管“偷取”免疫细胞的线粒体,增强了自身生存能力,并极大地降低了免疫系统的肿瘤抗效应。这一过程“釜底抽薪”,使免疫细胞面临严重的能量匮乏问题,并大大降低了其抗肿瘤的能力。
线粒体的这种“偷线粒体策略”堪称无本生意,它通过直接从免疫细胞“借用”关键的能量工厂——线粒体,使自己获得了额外的能量供应,同时让T细胞等免疫细胞发生变异然而,T细胞作为抵抗癌症的主要力量,能否通过某种手段恢复其活力呢?答案取决于最新的研究发现:T细胞也能够通过纳米管从骨髓基质细胞(BMSC)获取线粒体,从而获得“超级充能”。
BMSC与T细胞的纳米管连接:线粒体移植的新发现
三年后,继上述研究之后,同一科研团队在《细胞》杂志发表了一项突破性研究,揭示了BMSC可以与CD8+ T细胞建立纳米管连接,将线粒体输送给T细胞。通过这种方式, T细胞能够从BMSC那里获得新的线粒体补给,从而恢复并增强其抗肿瘤的能力。
在肿瘤微环境中,免疫细胞,尤其是T细胞,往往面临极为严峻的生存条件。由于线粒体容易受损,T细胞的能量供应逐渐不足,导致其活性恢复,并容易陷入“消耗殆尽”状态。通过将管道输送给T细胞,BMSC成功扮演了“超级充电桩”的角色,使T在能量供应不足的情况下,重新获得强大的能量支持。
显微镜下的线粒体传输:纳米管的神奇通道
为了验证这一现象,研究人员利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察BMSC与T细胞之间的交互。在队列下,他们清楚地看到BMSC与T细胞之间存在着复杂的纳米管这些纳米管虽然平均宽度小于1微米(微米)和2微米细胞(人类),但其膨大的部分中绕着BMSC传输给T的线粒体。
这一发现进一步证实了BMSC通过纳米管与T细胞之间的相互作用,使线粒体成功转移。为了更仔细地观察线粒体传输过程,此前使用了荧光蛋白标记线粒体,成功从BMSC捕获到线粒体输送到T细胞的动态。
充能后的T细胞表现更优异
充能后的T细胞在肿瘤微环境中的表现有了显着提升。通过中断水平检测T细胞的有氧呼吸,发现补充线粒体的T细胞摄取能力显着增强,从而使T细胞活性大幅提升。在肿瘤时表现出更强的抗肿瘤效果。特别是在转移到黑色素瘤B16荷瘤小鼠体内的实验中,充能后的T细胞表现出更高的肿瘤杀伤力,并显着延长了主题的生存期。
长期效应:线粒体补给可持续供给
中部还发现,T细胞在接受线粒体补给后,其代谢特征在肿瘤微环境中保持稳定,即使经过一段时间后,充能效果依然存在。一个月后,T细胞的补充子代细胞中仍存在保留了最高水平的线粒体策略,表明这种“超级充能”具有长期的作用。
另外,前期他们在CD19-CAR-T细胞的实验中也测试了超级充能的效果。与未充能的T细胞相比,充能后的T细胞在多轮抗肿瘤测试中表现出更多强大的杀伤力,尤其是在白化对抗细胞的过程中,即使到了第六轮测试,充能T细胞仍保持了强大的抗肿瘤效应。
展望:为CAR-T疗法带来新启示
这项研究为免疫细胞治疗,尤其是CAR-T细胞治疗,提供了新的启示。 紧急发现,他们要有效实现线粒体的传输,需要供体和截取细胞共同表达一种名为Talin2的细胞这一发现为今后开发更具性、更高效的T细胞充能方案提供了新的思路,未来或许可以通过此类技术,显着增强CAR-T细胞在抗肿瘤中的治疗作用。
综上所述,骨髓基质细胞为T细胞提供线粒体补给的为治疗免疫领域带来了新的突破,未来机制有望通过这一策略进一步提高细胞治疗的效果,尤其是对抗癌症等顽疾的过程中。
2025-01-20
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