闡明人體免疫系統內在的細胞物理性連接機制，具有非常重要的臨床研究與應用價值，可以推動感染、惡性腫瘤和自身免疫性疾病等等許多免疫相關性疾病的診斷與防治工作的進展，但是，人們對于其確切的機制一直缺乏明確的認識，甚至一些免疫細胞表面的功能性蛋白質分子，至今都未能找到相應的配體分子，而成為了所謂的“孤兒”受體。
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8月3日深夜，國際知名學術期刊《自然》（Nature）在線發表的一篇研究論文顯示，為了闡明人體免疫系統細胞及分子物理性連接網絡的線路圖，科學家研發了一種被稱為“可擴展陣列多價細胞外相互作用篩選（SAVEXIS）”的高通量微量蛋白質相互作用篩選研究技術，可以對免疫細胞表面的分子之間相互作用，在接近全細胞蛋白質組學的尺度上進行檢測。
這種方法僅需要微量的蛋白質分子，而且可以檢測出較弱的相互作用。
人體免疫系統的組成非常復雜，包括了免疫器官、免疫細胞和免疫分子等成分。
為了執行精準有效的免疫應答功能，免疫細胞作為主要的免疫功能執行者，必須在體內不斷地循環和在組織中進行再分布，形成一個動態的、連續性物理接觸的聯系網絡，并通過其細胞表面的蛋白質分子進行通信，抑制或者激活免疫細胞的功能，協調全身的免疫系統發揮作用。為了全面繪制上述物理作用的詳細線路圖，科學家們構建出了一個龐大的免疫細胞膜蛋白分子文庫，其中包含了全部的CD分子、所有的整合素家族成員、非經典的HLA分子以及VISTA等一些已知的“孤兒”免疫檢查點分子，表達的蛋白質分子或組合達到了630種。
結果表明，在免疫細胞膜表面存在著很多兩兩蛋白質分子唯一配對結合的情況，例如整合素與其它黏附分子之間的結合，這種情況的比例高達57%。
免疫細胞之間的相互作用，通過膜表面蛋白質分子之間相互的物理性作用進行調節，很多免疫細胞膜受體就是決定白細胞功能的“親和力開關。它們與其配體之間相互作用的強度，可以決定人體免疫細胞在炎癥狀態與靜止狀態之間的轉換。
由于免疫細胞在人體內具有跨器官分布的特點，其物理性作用線路圖也可以揭示不同器官以及腫瘤組織微環境中的免疫細胞遷移、活化以及執行功能的多細胞網絡系統，從而為揭示不同器官免疫相關疾病和惡性腫瘤的免疫病理過程，提供確切的信息。
不僅如此，該研究方法還使人們對以往的孤兒受體功能及其配體有了新的認識，例如，孤兒受體TNFRSF21可以普遍激活T細胞的功能。
研究人員認為，通過SAVEXIS這種高通量分析技術，我們首次看到了人體免疫細胞之間是如何通過符合物理定律的方式進行集體性協調行動的。這也使得最終揭示免疫系統和其它人體生理系統的細胞物理性聯系與其功能發揮的機制成為可能。
參考文獻
Jarrod Shilts, Yannik Severin, Francis Galaway, et al. A physical wiring diagram for the human immune system. Nature. https://doi.org/10.1038/s41586-022-05028-x.
