人体免疫系统工作机制复杂而精确、奥秘无穷。中国科学院科学家的一项最新研究,首次发现并证明人体免疫系统内的钙离子能“帮助”T淋巴细胞清除病原体的新奥秘,国际学术期刊《自然》3日在线发表了相关研究论文。

据这项研究负责人、中国科学院生物化学与细胞生物学研究所研究员许琛琦介绍,T淋巴细胞(简称T细胞)是人体免疫系统一种关键的功能细胞,与肿瘤、艾滋病、免疫缺陷症、自身免疫病等多种疾病直接相关,艾滋病毒正是通过感染T细胞从而破坏人的免疫系统使人致病。

T细胞发挥功能的基础是识别外来的抗原,这项功能由T细胞抗原受体(TCR)来行使。每一个T细胞表面都有几千个TCR,像哨兵一样担任警戒任务,随时对抗入侵的病原体。TCR周围是脂质分子,它们通过静电力将TCR的活化位点屏蔽起来,保证它们在没有抗原的时候不会活化,接受抗原刺激后则快速活化,由此调控着“哨兵”的战斗力。

钙离子是人体内必需的金属离子,除了组成骨骼和牙齿外,还在细胞内担任了非常重要的“信号使者”角色。许琛琦通过生物化学、生物物理、免疫学等多种技术手段研究发现,T细胞被抗原活化后,细胞外的钙离子会通过钙离子通道流入细胞内,细胞内钙离子浓度就会在数秒之内提高10倍,并维持几个小时。

进一步研究发现,这些钙离子能够直接结合TCR周围的脂质分子,中和它们的负电荷,从而解除脂质分子对TCR活化位点的屏蔽,帮助TCR活化,将比较弱的抗原刺激信号放大,使得T细胞获得完全的效应功能。这种机制大大提高了T细胞对抗原的敏感性。

美国科学院院士、斯坦福大学医学院免疫、移植与感染研究所所长马克·戴维斯认为,许琛琦的这项研究工作“非常漂亮并令人激动”,揭示了钙离子对TCR活化及其T细胞生理功能的重要作用,解决了T细胞活化的一个关键性问题。

中科院上海巴斯德所所长孙兵认为,钙信号通路是多种疾病潜在的药物靶点,这项研究成果对治疗多种与T细胞相关的疾病具有很好的指导意义。

许琛琦的这项研究与中科院强磁场科学中心王俊峰研究组共同完成,清华大学刘万里研究组也参与了合作研究。