華人學者:“T細胞殺手”養成由誰控制？

　　在對抗感染和疾病（從愛滋病到癌癥、糖尿病）的斗爭中，T細胞是人體的第一道防線。

　　白血細胞就像士兵一樣搜尋和摧毀入侵的細菌、病毒和寄生蟲。T細胞對于我們的免疫系統至關重要，它們不僅找到并殺死被感染的細胞，而且也產生抗體，自然消除癌細胞，并記得我們身體幾十年前遇到的細菌。

　　但是，即使是最強的軍隊，有時也會發現自己被圍攻了。當自身免疫性疾病和病毒感染攻擊我們的身體時，它們通過靶定T細胞而蓬勃發展——或殺死它們，破壞它們的性能，或導致它們內部失衡。如果T細胞減弱或耗盡，人類就幾乎無法抵抗有可能致命的攻擊。

　　最近，美國喬治華盛頓大學物理系副教授彭衛群（音譯，Weiqun Peng）帶領的一項新研究，可幫助我們的自然防御，并加強受損的細胞系統。彭衛群教授本科、碩士畢業于北京大學物理系，在University of Illinois at Urbana-Champaign， Department of Physics獲得博士學位，現供職于喬治華盛頓大學物理系，具有終身教職，彭教授主要研究領域為物理與生物的交叉學科，包括理論生物物理學，計算生物 學，生物信息學，系統生物學。他在“表觀基因組 (epigenomics)的計算生物學與生物信息學研究”和“平衡與非平衡統計力學在理論生物學”方面取得一定成就。

　　在《Nature Immunology》發表的一項研究中，彭博士和博士生Zhouhao Zeng以及來自愛荷華大學的免疫學家，解開了T細胞身份背后的一部分謎團——單個T細胞如何決定它們將發揮什么功能。

　　這一發現，對于設計藥物糾正T細胞的損耗或不平衡，是非常重要的，并可能有助于人體對自身免疫性疾病（如艾滋病）的防御。

　　彭博士說：“許多疾病通過擾動不同類型T細胞之間的平衡，而發揮作用。從理論上說，通過了解這些細胞是如何形成的，我們可以操縱T細胞的產生，并對抗自身免疫性疾病。”

　　助手和殺手

　　T細胞大致分為兩類：輔助性T細胞（也被稱為CD4），協調入侵感染的免疫反應，和殺手細胞（CD8），實際上破壞受感染的細胞來對抗疾病。

　　輔助細胞發出化學信息，提醒免疫系統一種病毒已被檢測到。輔助細胞指導殺傷細胞復制自己，從而創建了一支CD8軍隊，尋找并消除感染的細胞。

　　人體內有2500萬到十億個T細胞。人類需要輔助性和殺傷性細胞來維持一個健康的免疫系統。正常的比例是，每四個殺手細胞就有一個輔助細胞。自身免疫性疾病患者的輔助細胞/殺傷細胞比例往往有所增加，而病毒感染者的比例則有所下降。

　　直到現在，研究人員還沒有完全破譯是什么因素控制著T細胞的身份——本質上說一個細胞如何“決定”它是一個輔助細胞還是殺手細胞。

　　彭博士的研究小組發現，一種稱為轉錄因子的蛋白質之間的復雜相互作用，是構建獨立的T細胞身份最重要的組成部分。彭博士說：“把轉錄因子看作開關，‘打開’或‘關閉’我們細胞中的基因。”

　　不同類型的細胞有不同的轉錄模式（稱為基因表達），從而使基因或多或少的活躍。在T細胞的情況下，彭博士的研究發現，兩個特定的轉錄因子——稱為Tcf1和Lef1，可以一種維持T細胞身份的模式，“打開”或“關閉”基因。

　　如果這種開/關模式被破壞，細胞反而會變成輔助性的細胞。研究人員發現，這一壯舉取決于這些轉錄因子一個先前未知的功能。它們有內在的酶相關活性，可以直接影響細胞的表觀遺傳組成。

　　Zeng說：“這一重大發現是基因調控的一個新視角。”自從2014年以來，他就在彭博士實驗室從事T細胞項目。“很明顯，CD4和CD8細胞在免 疫系統中發揮重要的作用。如果在CD4／CD8混合出了錯，我們對抗感染和疾病的能力就會受損。但如果生物醫學科學家可以開發某種策略，打開/關閉T細胞 分化途徑，我們也許能夠使藥物擊中分子靶點，并增強我們的免疫系統。”

　　作為一名計算生物物理學家，彭博士在項目中的角色是，分析愛荷華大學同事進行的實驗所產生的高通量測序數據，以挖掘出有價值的信息。彭博士說，他們合作研究的結果是“出乎意料的”，因為根據傳統的觀點，轉錄因子和表觀遺傳調節因子總是被認為是獨立的實體。

　　在檢測了眾多的情況之后，彭博士得出結論：Tcf1和Lef1是意想不到的決定因子，包含它們自己的表觀遺傳調控因子。

　　另外，中國農業大學生物學院的于舒洋教授，也是本文共同作者之一。