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清华大学医学院祁海教授和化学系刘磊教授发表免疫研究进展

在5月26日出版的《NATURE COMMUNICATIONS 》上,清华大学医学院祁海教授和化学系刘磊教授课题组合作发表了题为《双光子激活的趋化因子的化学合成及体内光介导的淋巴细胞运动》(“Chemical synthesis of a two-photon-activatable chemokine and photon-guided lymphocyte migration in vivo”)的研究论文,阐述双光子光控趋化因子的化学合成及在体光控免疫细胞迁移机制。首次发展了双光子光控趋化因子,实现了体外和在体光控细胞运动,为体内及体外以高分辨率研究细胞趋化运动及定位提供了新的手段。清华大学医学院博士生陈欣、化学系博士生唐姗,以及中科院强磁场科学中心副研究员郑基深是文章的共同第一作者,祁海教授和刘磊教授是文章的共同通讯作者。

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趋化因子介导的细胞运动迁移和定位在正常的免疫监视、免疫反应以及某些重大疾病如癌症、自身免疫病等过程中扮演着至关重要的角色。目前还缺乏能用于研究细胞趋化运动和趋化因子及受体信号的高时空分辨的分子工具,同时也没有方法在体内实现人为控制细胞运动。


通过化学合成,刘磊课题组合成了双光子光控的人源趋化因子CCL5 (C-C motif ligand 5,趋化因子C-C结构单元配体5)。该光控探针通过在人源CCL5的N端引入两个双光子敏感的光敏基团,有效的掩蔽了CCL5与其受体的相互作用。而通过短时间(小于5秒)的光照,能够重新恢复趋化能力,诱导T细胞的定向运动。


祁海课题组通过体外双光子解笼锁及共聚焦显微镜单细胞拍摄技术实现了小于0.1平方微米的高分辨率的双光子解笼锁,并利用这一工具在单细胞水平证明了PI3K (磷脂酰肌醇-3-羟激酶)在杀伤性CD8+T细胞趋化运动过程中不影响方向感知,而影响持续性运动,同时在体内表皮和淋巴组织内首次实现了利用双光子光控的CCL5人为改变CD8+T细胞的运动和分布。这一技术创新,为体外及体内以高分辨率研究趋化因子及受体信号、细胞运动调控细胞命运等问题开辟了新途径,?也为化学合成制造光控蛋白质提供了普适的方法。


祁海教授一直致力于研究免疫应答中的细胞动态与调节,尤其关注对体液免疫保护至关重要的多细胞交互作用机制及细胞迁移运动影响细胞分化的机制。刘磊教授长期研究使用化学合成蛋白质的技术获取定点翻译后修饰的蛋白质及各种人造功能蛋白质。这一新成果展现了清华大学生命科学与化学学科交叉研究的积极探索。


原文链接:Chemical synthesis of a two-photon-activatable chemokine and photon-guided lymphocyte migration in vivo


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