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巨噬细胞捕获活细胞抗原--改变抗原呈递的传统认知

已有 774 次阅读 2026-8-6 09:45 |个人分类:生物科技|系统分类:科研笔记

2026年4月,加州大学旧金山分校(UCSF)Amy Fan、Matthew Krummel团队于《Nature》刊发研究报告,报道了一种此前难以观测、由巨噬细胞主导的细胞质微量取样机制,颠覆了经典免疫学固有认知:过去普遍认为巨噬细胞仅负责清除凋亡细胞,不具备高效交叉激活杀伤型CD8⁺T细胞的能力,而本研究完整证实巨噬细胞可通过特异性途径完成功能性抗原交叉呈递的生物学过程。

一、核心发现:活细胞非破坏性微量取样——类胞啃(trogocytosis)

研究采用ZsGreen荧光标记基因工程小鼠开展组织示踪,证实肺、皮肤、肠道定居巨噬细胞可在不损伤邻近活细胞的前提下,通过“类胞啃”抓取靶细胞微米级胞质微小囊泡,仅摄取微量胞内物质,并不会完整吞噬靶细胞。

两组对照实验清晰区分该通路与胞葬作用(efferocytosis,凋亡细胞清除)的区别:

1.仅施加凋亡抑制剂、但细胞保持紧密接触时,类胞啃取样过程不受任何影响。

2.物理隔离阻断细胞间直接接触后,囊泡抓取行为完全消失。

由此证明,类胞啃严格依赖细胞间物理贴合,且与清除凋亡细胞的胞葬作用是两套完全独立的生理机制。

研究团队联用晶格光片显微镜、高分辨阵列共聚焦系统能实现显微动态实时观测,完整还原全过程:靶细胞向巨噬细胞伸出细胞膜突起(下图绿色凸起)完成贴合,10分钟内完成膜结构拉伸,30秒即可完成亚微米囊泡断裂分离(下图进入巨噬细胞的绿色小囊泡);分离所得囊泡体积仅为普通体细胞的千分之一,尺寸微小,传统光学显微镜难以捕捉,这也是该机制长期未被学界发现的核心原因。

屏幕截图 2026-08-06 094109.jpg

类胞啃是生物演化上古老的细胞互动行为,上世纪70年代微生物学家在福氏耐格里阿米巴中首次观察到该现象,虫体仅小片啃食靶细胞、而非整体吞噬;2003年该过程正式定名。后续数十年研究证实,T细胞、B细胞、NK细胞、中性粒细胞、树突状细胞、巨噬细胞均能发生类胞啃现象,但多数细胞的这种生理功能尚未阐明。

二、差异化胞内转运通路,实现CD8⁺T细胞选择性激活

传统免疫学观点认为,巨噬细胞摄入外源物质后大多转运至溶酶体彻底降解,仅树突状细胞专职执行MHC-I抗原交叉呈递。而本研究发现,巨噬细胞两种抗原摄取路径存在完全不同的胞内分选命运:

1.通过类胞啃获取的活细胞胞质囊泡,可进入特异性非降解囊泡区室,极少与溶酶体融合;

2.通过胞葬吞噬的凋亡细胞碎片,超90%会送入溶酶体完全分解。

研究还发现Sorting Nexin 27(分选连接蛋白-27,SNX27)是调控抗原转运走向的核心分子:正常状态下,巨噬细胞经类胞啃获取的抗原在SNX27介导下进入储存区室,完成MHC-I抗原装载并递呈给CD8⁺T细胞;敲除SNX27后,活体来源抗原大量转运至溶酶体降解,巨噬细胞彻底丧失激活CD8⁺T细胞的能力。若直接外源性给予成熟抗原短肽,巨噬细胞刺激T细胞的功能不受影响,证明功能缺陷仅来源于抗原储存转运环节,并非细胞本身的抗原递呈能力受损。

功能层面存在高度选择性分化:经类胞啃处理的巨噬细胞可强效激活杀伤型CD8⁺T细胞,几乎不调控辅助型CD4⁺T细胞;而吞噬凋亡细胞的巨噬细胞无法有效启动CD8⁺介导的抗肿瘤免疫,两种抗原来源最终输出的是完全割裂的免疫应答效果。

三、科学突破与研究价值

1.修正经典免疫学定论

既往将巨噬细胞单纯定义为降解清除细胞,认为其无高效MHC-I交叉呈递能力;本研究证实肺、皮肤、肠道组织定居巨噬细胞是重要自体抗原呈递细胞,拓宽了交叉呈递细胞的范畴。

2.重构机体自身免疫耐受形成逻辑

过往理论认为维持全身自身耐受的抗原仅来源于凋亡细胞碎片;本研究提出稳态下的全新抗原供给途径:巨噬细胞持续通过类胞啃抓取健康活细胞微量胞质物质,持续向T细胞递送正常组织抗原信号,建立稳定自体抗原库,持续塑造免疫系统对“正常自体”的识别基调,完善组织稳态免疫调控理论。

3.为肿瘤、自身免疫病开辟全新研发方向

肿瘤微环境内巨噬细胞数量远多于树突状细胞,过往多将其判定为免疫抑制细胞;该机制证实肿瘤相关巨噬细胞可通过类胞啃捕获活肿瘤抗原、调控CD8⁺抗肿瘤应答,SNX27可作为全新免疫干预靶点,为肿瘤免疫治疗、自身免疫耐受紊乱疾病提供全新干预思路。

四、现阶段待解决关键科学问题

1.隔离抗原、避免溶酶体降解的特异性囊泡完整分子特征尚不清楚.

2.巨噬细胞如何区分活细胞与凋亡碎片的识别受体、以及上游信号通路也不明确.

3.细菌、病毒感染及TLR通路激活状态下,类胞啃行为的动态调控过程也有待验证。

4.当前主流观点认为,肿瘤微环境内的肿瘤相关巨噬细胞(TAM)大多呈免疫抑制表型。由此产生一系列亟待阐明的关键科学问题:TAM 是否能够通过类胞啃完成肿瘤抗原摄取与交叉呈递的过程?肿瘤微环境会对该过程造成哪些抑制影响,又该如何干预以消除这些抑制作用?

Submicrometre sampling of living cells by macrophages. Nature, Published online: 29 April 2026



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