为了到达目标,例如肿瘤,免疫细胞必须离开血流或淋巴管,穿过结缔组织。到目前为止,科学家推测免疫细胞通过不断改变形状,挤过最小的孔隙和开口,在组织中移动。

新的测量方法确定免疫细胞的真正迁移方式

埃尔朗根-纽伦堡弗里德里希-亚历山大大学(FAU)的研究人员现在利用一种新的测量方法,能够确定免疫细胞也会对周围组织施加牵引力,以便将自己拉过特别紧密的毛孔。他们的研究结果发表在《自然物理学》杂志上。

为了从A点迁移到B点,免疫细胞所做的不仅仅是调整形状。有时,它们会附着在周围环境中,并对这些环境施加力量,以将自己拉向前方。

“这些收缩阶段有助于免疫细胞穿过特别紧密的毛孔,”佛罗里达大西洋大学生物物理学系主任、题为“3D生物聚合物基质中迁移免疫细胞的动态牵引力测量”的研究共同作者BenFabry教授解释道。

“免疫细胞比结缔组织中的大多数其他细胞要快得多,而且要小得多。因此,我们迄今为止未能测量免疫细胞中的这种牵引力。我们的发现之所以成为可能,要归功于我们近年来在埃尔朗根开发并不断改进的新的、速度更快、更灵敏的方法。”

机械生物学接口研究

新的测量方法是3D牵引力显微镜,即对牵引力及其对组织的影响进行三维测量。这种方法甚至允许科学家测量生长中的神经细胞的微小力量以及肿瘤等较大细胞结构的力量。

该团队的跨学科性质包括来自免疫学、物理学、力学和神经科学领域的研究人员,这表明从三维牵引力显微镜获得的发现不仅适用于一个独立的学科,而且对所有与机械生物学相关的科学都具有开创性的意义。

Fabry教授强调说:“我们发现免疫细胞可以在短时间内产生高收缩力,这只是这种新方法将带来基础发现的一个例子。例如,我们还能够在研究中表明,生长中的神经细胞,特别是那些被称为生长锥的神经细胞,也可以对周围环境施加收缩力。这可能对神经通路的形成至关重要,特别是在发育中的大脑中。”

研究结果尚不能预测未来的应用。但法布里和他的同事认为,了解免疫细胞、神经细胞或癌细胞的收缩力可能有助于开发旨在促进特定愈合过程或抑制疾病进展的药物。

与此同时,佛罗里达大西洋大学的科学家已经开始了另一项研究,旨在探究免疫细胞在牵引力作用下迁移的精确分子机制。