由奧地利科學技術(shù)研究所助理教授Michael Sixt領(lǐng)導的一個研究小組，提供了免疫細胞如何尋路穿過組織機制的新認識。這些研究發(fā)現(xiàn)提供了首個證據(jù)，表明細胞沿著組織中固定的化學信號濃度梯度實現(xiàn)了定向遷移。長期以來人們一直認為應是如此，但從未通過實驗進行證實。相關(guān)論文發(fā)表在1月17日的《科學》（Science）雜志上。

免疫細胞時常在我們的身體中巡邏，以巡查細菌、病毒等外源侵入物。為此，它們離開血液，積極地爬行穿過組織，最終通過淋巴管重新進入血液循環(huán)。Michael Sixt實驗室的研究人員闡析了細胞如何受到引導通過如皮膚等組織的機制。

研究人員認為，免疫細胞是通過“觸摸”或“嗅”的方式來感知它們的環(huán)境：它們利用粘附受體與結(jié)締組織蛋白等結(jié)構(gòu)分子結(jié)合。或是它們利用專門的表面受體“嗅到”溶解性信號分子。尤其是溶解性分子，被認為是充當了定向信號，因為這些免疫細胞傾向于更密集地靠近溶解性分子生成地。就如同聞香尋花一樣，免疫細胞能夠沿著這樣的溶解性梯度往下走。研究人員曾在細胞培養(yǎng)物實驗中證實觸覺和嗅覺這兩種機制的作用。但目前對于真正組織中細胞導向發(fā)揮功能的機制仍不清楚。

根據(jù)新研究，小鼠皮膚中的免疫細胞采用了一種組合策略。它們跟隨著指引信號梯度，這些信號并非是溶解性的，而是固定在結(jié)締組織的糖分子上。在他們最新發(fā)表的研究工作中，Michael Sixt研究小組將樹突狀細胞和信號分子——趨化因子CCL21進行了顯像，記錄了細胞導航通過活組織的影像。研究人員發(fā)現(xiàn)趨化因子是由淋巴管專門生成。從淋巴管到周圍組織，趨化因子分布形成了一個濃度梯度。

與奧地利科學技術(shù)研究所的兩位物理學家Robert Hauschild和Tobias Bollenbach合作，他們繪制出了趨化因子分布的定量圖譜，并比較了細胞的遷移路線。觀察結(jié)果與定量預測相吻合：一個細胞可通過比較其表面上的趨化因子濃度來找到下一個淋巴管，然后爬向更高的濃度。由于梯度嘈雜，為了讓這一機制起作用，細胞必須有一定的大小。小的細胞很容易困在一個局部濃度高峰，因為它無法“看清”附近是否有更高的峰。為了證實他們的想法，科學家們利用來自外部的過量趨化因子消除組織中的趨化因子梯度。他們發(fā)現(xiàn)，這會使細胞發(fā)生混亂，無法找到通往淋巴管的路徑。當他們讓趨化因子不再固定于組織時，細胞也會產(chǎn)生迷惑，這表明這種梯度并非是可溶性的，而是與組織相結(jié)合。