發(fā)布日期：2017-10-09
一直以來，巨噬細胞都是以人體健康衛(wèi)士的頭銜拋頭露面，其主要任務是吞噬對人體有害的細胞。但是有大量研究表明，巨噬細胞在防控癌細胞方面并沒有多大本事，甚至巨噬細胞越多的腫瘤，預后就越差。
癌細胞為了保護自己，在表面布置了比正常細胞更多的CD47(圖片來源 labweb.cn)
為什么巨噬細胞對癌細胞不起作用，科學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”的癌細胞表面可能會上調表達特異性的蛋白，例如CD47，一旦這些特異性的蛋白高度表達，巨噬細胞就會把偽裝后的癌細胞當成正常細胞放過。
CD47廣泛分布于人體各種細胞中，是細胞進化出的一種自我保護機制(可以和巨噬細胞表面的SIRPα相結合)。而癌細胞為了躲避巨噬細胞的吞噬，模仿正常細胞的表面表達CD47，即使其百般挑釁，向巨噬細胞發(fā)出“吃我”的信號，巨噬細胞也不會去動它。
CD47抗體(圖片來源 biodiscover.com)
了解了巨噬細胞吞噬腫瘤細胞的機制之后，很容易就可以看出，如果能夠阻斷CD47這條路，腫瘤細胞就在劫難逃了。但是，有一點需要注意的是，CD47在紅細胞(RBC)中也是高表達，而簡單的阻斷CD47誘導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胞聰明起來，畢竟老是被癌細胞玩弄于股掌之中太不合規(guī)矩了。
近日，由加州大學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厄巴納-香檳分校(University of Illinois at Urbana-Champaign)的研究人員共同合作設計了一種能夠重編程巨噬細胞的智能蛋白分子，使其能夠忽略癌細胞在體內生存和傳播的自衛(wèi)信號機制，從而可以有效吞噬癌細胞。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
藍色為巨噬細胞，綠/黃色是Toledo腫瘤細胞：(上)iSNAPS工程化的巨噬細胞迅速吞噬和清除癌細胞，(下)癌細胞被巨噬細胞所控制
這種智能分子，名為“iSNAPS(integrated sensing and actiating proteins)”，被設計用來檢測活細胞中精確的分子信號，并對這些信號作出反應，從而使細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，這項研究首次演示了如何將感應和激活能力結合到單個分子中。
此次研究人員將他們設計的iSNAPS插入到巨噬細胞，并證明了它們能夠顯著增強巨噬細胞吞噬和破壞快速分裂的癌細胞的能力。
工程化巨噬細胞吞噬癌細胞的作用機制(圖片來源 Nature)
iSNAP技術能夠重新配置癌細胞與免疫細胞之間的戰(zhàn)場，其通過重新編程巨噬細胞覆蓋掉癌細胞表面的“不要吃我”的信號，并將其翻譯為“吃我”的信號。iSNAP具有檢測巨噬細胞內發(fā)生的關鍵分子事件的感測組件，當它的SIRP-α表面蛋白質與癌細胞上的CD47相互作用時，作為響應，iSNAPS中有一個啟動原件會立即轉換以產生綠/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，被觸發(fā)的啟動原件還會釋放一種酶，啟動一連串的反應，使巨噬細胞能夠吞噬癌細胞。王教授強調說：“這個反應時間非?？欤恍枰獛酌腌姷綆追昼?。”
The activation and function of SIRPαShp2-iSNAP on phagocytosis of cancer cells(圖片來源 Nature)
在實驗過程中，研究人員將他們的工程化巨噬細胞與培養(yǎng)皿中的癌細胞混合，并通過顯微鏡觀察其活性，發(fā)現(xiàn)巨噬細胞能夠吞噬大部分癌細胞。作為對照實驗，研究人員使用了含有缺陷的iSNAPS的巨噬細胞進行測試，他們觀察到這些巨噬細胞可以結合并檢測到癌細胞的存在，但不能吞噬癌細胞。
王教授指出，原則上，iSNAPS的設計也可以被用作其他免疫細胞類型，如重編程T細胞，實現(xiàn)多管齊下的癌癥治療。目前，該團隊正計劃在小鼠中測試iSNAPS，以了解它們在體內的表現(xiàn)。同時，iSNAPS是否可以被利用來增強其他原生細胞功能以糾正各種疾病病態(tài)，研究人員也很有興趣。當然這一研究成果也極有可能補足基于細胞的免疫療法的不足之處，掀起免疫治療的新一輪高潮。
關于王英曉(Yingxiao Wang)
美籍華人科學家，加州大學圣地亞哥分校教授，知名細胞研究專家，在分子和細胞力學生物學以及腫瘤研究方面均做出重大貢獻，在國際頂級期刊上發(fā)表有影響力的論文八十多篇，師承著名科學家錢煦院士。
關于錢煦(Shu Chien)
錢煦是著名的美籍華裔科學家、美國加州大學總校教授。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院、工程院、醫(yī)學院、藝術暨自然科學院院士外，還是中國科學院外籍院士、臺灣“中央研究院”院士。
奧巴馬為錢煦教授美國國家科學獎章(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獎章獲得者名單，華人生物學家、美國加州大學圣地亞哥分校教授錢煦(Shu Chien)榜上有名。值得注意的是，此項獎項為美國科學界最高榮譽。錢煦作為全球最杰出的華人科學家之一，在國際上有影響的Nature、Science等一流學術刊物發(fā)表論文439篇，并完成9部經典論著。
來源：醫(yī)麥客（微信號 emedclub_com）
