新的研究揭示了免疫細胞可以透過積極塑造化學線索獨立地在複雜環境中導航，所表現出的自我定向移動能力比以前認識到的更高，這一發現對理解免疫反應和癌症轉移具有深遠影響。

細胞定向運動是生命中不可或缺的基本現象。它是個體發育、血管重組和免疫反應等的重要前提。InFLAMES 的研究人員 Jonna Alanko 揭示了這些細胞不僅僅是對周圍環境中化學訊號的被動反應者。相反，它們會主動改變這些訊號，並透過自我組織來駕馭複雜的環境。

博士後研究員喬娜-阿蘭科（Jonna Alanko）進行的一項研究主要關注免疫細胞在體內的運動和導航。趨化因子是一類訊號蛋白，在引導免疫細胞到達特定位置方面發揮至關重要的作用。例如，趨化因子在淋巴結中形成，並在體內形成化學線索，即趨化因子梯度，供細胞追蹤。阿蘭科認為，這些趨化因子梯度就像空氣中留下的氣味痕跡，離氣味源越遠，氣味就越淡。

傳統觀點認為，免疫細胞是透過追蹤現有的趨化因子梯度來辨識目標的。換句話說，跟隨這些線索的細胞被視為被動的行為者，而實際情況並非如此。

樹突細胞借助自己創造的趨化因子梯度在顯微迷宮中導航。上圖細胞核為藍色，下圖的線條代表細胞運動。圖片來源：圖爾庫大學Jonna Alanko

“我們首次證明，與先前的概念相反，免疫細胞不需要現有的趨化因子梯度就能找到自己的方向。即使在複雜的環境中，它們也能自己創造梯度，從而集體有效地遷移。”

免疫細胞具有能感知趨化因子訊號的受體。其中一種受體叫做CCR7，可以在樹突狀細胞中找到。樹突細胞是專業的抗原遞呈細胞，在活化整個免疫反應中發揮重要作用。它們需要定位感染、識別感染，然後將訊息遷移到淋巴結。在淋巴結中，樹突細胞與免疫系統的其他細胞相互作用，啟動針對病原體的免疫反應。

阿蘭科進行的研究發現，樹突狀細胞不僅透過其CCR7 受體接收趨化因子訊號，而且還透過消耗趨化因子積極塑造其化學環境。藉由這樣做，樹突狀細胞會形成局部梯度，引導自身和其他免疫細胞的運動。研究人員也發現，另一種免疫細胞–T 細胞也能從這些自我產生的梯度中獲益，進而增強自身的定向運動。

“當免疫細胞能夠產生趨化因子梯度時，它們就能避開複雜環境中即將出現的障礙，並引導自身和其他免疫細胞定向移動，”喬娜-阿蘭科解釋。

這項發現加深了我們對免疫反應如何在體內協調的理解。不過，它也揭示了癌細胞是如何引導自己的運動以產生轉移的。

“在許多癌症類型中也發現了CCR7受體，在這些病例中，這種受體被認為能促進癌症轉移。癌細胞甚至可能使用與免疫細胞相同的機制來引導其運動。因此，我們的發現可能有助於設計出新的策略來改變免疫反應以及靶向某些癌症。”

參考文獻Jonna Alanko、Mehmet Can Uçar、Nikola Canigova、Julian Stopp、Jan Schwarz、Jack Merrin、Edouard Hannezo 和Michael Sixt 發表於2023 年9 月1 日《科學免疫學》：”CCR7 同時充當CCL19 的傳感器和匯，以協調白血球的集體遷移”。

DOI：10.1126/sciimmunol.adc9584

編譯來源：ScitechDaily