多年来，研究人员一直认为组织驻留记忆T细胞——即在感染后留存于身体组织中、并在相同威胁再次出现时迅速作出反应的特化免疫细胞——主要受化学信号的引导。
然而，发表在《自然·免疫学》上的一项新研究对这一假设提出了挑战。研究人员发现，T细胞能够感知周围组织的硬度，并利用这一物理信息来影响自身是否发展为长效记忆细胞。研究结果表明，适应组织内更强的机械应力可能对这些保护性细胞的长期存活十分重要。
“这是一项令人兴奋的基础性发现，它挑战了我们对免疫细胞的一贯认知，”通讯作者、麦吉尔大学生理学系教授Judith Mandl说，“它表明T细胞能够‘感知’周围环境并做出适应，使物理环境成为塑造其行为的一股主动力量。”
这项研究汇集了来自麦吉尔大学生理学系、Alan Edwards疼痛研究中心、生物工程系和麦吉尔大学健康中心的科学家，以及荷兰和美国的合作机构。
这一发现如何影响癌症和免疫治疗
了解T细胞如何对物理条件作出反应，最终可能为治疗免疫系统错误攻击健康组织的疾病开辟新的可能性。这些疾病包括自身免疫性疾病、过敏以及涉及移植排斥的并发症。
这一发现还可能对癌症研究产生重要影响，尤其是改进利用免疫系统对抗肿瘤的治疗方法。
“肿瘤通常质地致密，免疫细胞在物理上难以渗透。了解T细胞如何适应这些环境，可以帮助研究人员设计出更能到达并攻击肿瘤的癌症免疫疗法，”Mandl说。
科学家如何发现免疫细胞隐藏的触觉
为了研究物理环境是否会影响T细胞的行为，研究人员对采集自人类和小鼠的免疫细胞进行了研究。他们将细胞置于特制的胶原蛋白凝胶中，这些凝胶模拟了具有不同硬度的组织。
实验揭示了JianCe的规律：随着凝胶变硬，T细胞越来越可能获得与组织驻留记忆细胞相关的特征，而这类细胞有助于提供长期免疫保护。
这些结果表明，周围组织的物理特性可以帮助塑造免疫细胞的发育方式，为科学家对免疫记忆的理解增加了一个重要的新维度。
研究人员现在希望确定使T细胞能够感知物理环境的特定分子传感器。弄清这一传感器如何将机械力转化为细胞行为的变化，可能有助于解释免疫系统如何建立持久保护。
该研究获得了人类前沿科学计划、加拿大卫生研究院、加拿大创新基金会、加拿大自然科学与工程研究委员会以及美国国立卫生研究院的资助。