2026年4月29日，由美國加州大學舊金山分校（UCSF）的Amy C. Fan和Matthew F. Krummel教授研究團隊，在國際頂尖期刊Nature在線發(fā)表題為：Submicrometre sampling of living cells by macrophages的論文。研究發(fā)現，巨噬細胞與活細胞物理接觸、以非破壞性的胞啃樣機制，從活細胞中持續(xù)采取胞質成分，并將其導入區(qū)別于經典降解途徑的囊泡系統(tǒng)。

一套功能全備的免疫系統(tǒng)必須持續(xù)采集自身抗原、建立健全的自身識別體系，以此規(guī)避自身免疫病，并識別各類病原體入侵。免疫細胞發(fā)育階段，胸腺內會將自身蛋白呈遞給 T 細胞；而全身各處也需持續(xù)進行自身抗原呈遞，用以維持調節(jié)性 T 細胞庫規(guī)模，同時為常規(guī) T 細胞提供持續(xù)性基礎信號，保障其長期存活。部分器官內細胞持續(xù)發(fā)生凋亡，髓系細胞會攝取這些凋亡細胞碎片，基于該現象，學界普遍認為持續(xù)性細胞凋亡是機體自身抗原的主要來源。本研究聯合活體成像與囊泡標記系列技術，揭示巨噬細胞可通過另一種途徑，以非破壞性方式直接對活細胞進行物質取樣。該過程依賴細胞間直接接觸，不依賴半胱天冬酶激活；機制類似胞啃作用（trogocytosis）：靶細胞細胞膜被牽拉延展并伸入巨噬細胞內部，最終形成攜帶細胞質的亞微米級囊泡。本研究采用高通量流式囊泡標記技術證實：取自活細胞的胞內物質會經歷獨特的胞內加工途徑，極少與溶酶體發(fā)生融合；同時，該類抗原對 CD4?T 細胞、CD8?T 細胞的抗原呈遞效果存在顯著差異。若人為改變抗原轉運通路，使其定向進入溶酶體降解，巨噬細胞介導的 CD8?T 細胞初始活化效應會大幅減弱。上述結果證明，免疫系統(tǒng)存在一條關鍵且規(guī)模可觀的活細胞取樣通路，該機制對維持免疫耐受邊界起到決定性作用。

論文截圖

Scbg1a1creERT2小鼠，全稱Scgb1a1-IRES/P2A-CreERT2，是一種用于小鼠肺部特定細胞類型（主要是 Club 細胞）遺傳操作的工具小鼠品系。該品系利用 ?Scgb1a1?（Secretoglobin Family 1A Member 1，也稱 CC10/CCSP）基因的啟動子驅動 CreERT2 重組酶的表達。Scgb1a1僅在終末細支氣管非纖毛分泌上皮細胞高表達，肺泡 Ⅱ 型細胞低表達，全身其他組織幾乎無表達。

ZsGreen1 是一款高亮度的綠色熒光蛋白，來源于濱珊瑚屬造礁珊瑚（Zoanthus sp. reef coral）；該蛋白經過改造，具備高可溶性、強熒光發(fā)射能力與發(fā)色團快速成熟的特性。ZsGreen1 是市售熒光蛋白中亮度頂尖的綠色熒光蛋白，亮度最高可達增強型綠色熒光蛋白（EGFP）的2.5倍，非常適用于全細胞標記、啟動子報告基因研究，也可作為轉染對照使用。ZsGreen1強烈表達，還可出現在細胞外囊泡（extracellular vesicles, EVs）和可溶性組分中。

抗原呈遞細胞（APC）需持續(xù)巡查各組織，通過攝取、加工抗原并完成抗原呈遞，介導抗原特異性 T 細胞應答。此前，研究者在研究多種組織特異性免疫耐受位點（含腫瘤組織）時，在多種更新速率各異的非炎癥組織中表達熒光蛋白 ZsGreen：一類為細胞更新緩慢的組織（如Scbg1a1creERT2標記氣道上皮細胞），另一類為細胞更新較快的組織（如K14cre標記皮膚細胞、腫瘤組織、Vil1cre標記腸道上皮細胞）。ZsGreen 熒光亮度高、穩(wěn)定性強，可實現長效示蹤。

本研究中，在Scbg1a1creERT2與K14cre啟動子調控下表達胞質 ZsGreen 后，均可穩(wěn)定觀察到大量 CD45?免疫細胞，細胞內存在大量攜帶 ZsGreen 的亞微米級囊泡點狀結構（圖 1a、b），該現象提示免疫細胞攝取了組織來源蛋白。研究人員從上述健康組織中分選獲得含 ZsGreen 信號的 CD45?細胞，結果顯示多種髓系細胞均攜帶熒光信號（圖 1c、d），包括樹突狀細胞、中性粒細胞；其中巨噬細胞的熒光負載比例最高，且該攝取規(guī)律與既往研究中髓系細胞攝取皮膚組織組分、腫瘤胞質片段的特征高度吻合。

圖1.髓系細胞可從正常組織與腫瘤組織中攝取蛋白。

上述熒光信號現象是否由轉基因在宿主組織中異位表達造成？答案為否的證據如下。第一，研究人員對比了三類小鼠肺臟髓系細胞的 ZsGreen 熒光強度：全身廣譜表達 ZsGreen 小鼠（Actbcre;ZsGreen）、肺特異性表達 ZsGreen 小鼠（Scgb1a1creERT2;ZsGreen）、無 ZsGreen 表達的 C57BL/6 野生型小鼠（B6 WT）。在所有髓系細胞亞群中，Scgb1a1creERT2;ZsGreen小鼠的 ZsGreen 熒光強度均高于野生型 B6 小鼠，但低于全身廣譜標記的Actbcre;ZsGreen小鼠。該結果說明，髓系細胞內的 ZsGreen 來源于外源攝取，而非細胞自身表達。

第二，將正常骨髓移植至 ZsGreen 標記小鼠體內后，供體來源的髓系細胞均呈現強 ZsGreen 熒光信號。第三，給全身表達 tdTomato 熒光蛋白的小鼠皮下移植穩(wěn)定表達 ZsGreen 的 B16-F10 黑色素瘤細胞（B16-ZsGreen），宿主 CD45?免疫細胞內可見來源于腫瘤的 ZsGreen 陽性囊泡點狀結構；且相當比例的腫瘤相關髓系細胞均攝取了 ZsGreen 熒光信號（圖 1e、f）。最后，該團隊前期研究證實組織特異性 ZsGreen 可轉運至該組織引流淋巴結，而Scgb1a1creERT2;ZsGreen小鼠的非引流淋巴結中未檢測到 ZsGreen 信號（圖 1g），證明該蛋白攝取具有組織特異性。

針對腫瘤抗原，已有研究證實腫瘤抗原會與腫瘤來源 ZsGreen 示蹤蛋白共同包裹于巨噬細胞囊泡內。為明確更新速率緩慢的健康組織（如上皮組織）中的其他非腫瘤自身抗原是否也能被髓系細胞以相同方式攝取，本研究檢測了 VEGFR3 與 PLVAP 蛋白表達水平，這兩種蛋白特異性表達于肺臟非造血細胞表面。對Scgb1a1creERT2;ZsGreen小鼠肺組織細胞組分開展胞內流式分析，結果顯示：僅肺局部髓系細胞攜帶上述自身蛋白，遠端脾臟髓系細胞無該信號（圖 1h、i）。此外，ZsGreen 高表達髓系細胞的 VEGFR3、PLVAP 染色熒光強度顯著高于 ZsGreen 低表達髓系細胞（圖 1h）。綜上，組織原位髓系細胞會持續(xù)攝取組織自身蛋白，既包括人工表達的示蹤熒光蛋白，也包含組織天然表達的內源蛋白。

巨噬細胞可對活細胞進行物質取樣

體內髓系細胞攝取組織物質存在多種潛在機制，目前研究最充分的兩種為凋亡細胞吞噬、胞外囊泡胞吞。為精細解析髓系細胞獲取鄰近細胞胞內組分的具體途徑，研究人員構建體外細胞取樣檢測體系：選用對數生長期、細胞活力約 99% 的供體細胞開展共培養(yǎng)實驗。將骨髓來源巨噬細胞（BMDM）與 ZsGreen 陽性靶細胞共培養(yǎng)，選用兩種經典靶細胞模型：B16-ZsGreen 黑色素瘤細胞（該培養(yǎng)條件下胞外囊泡分泌量極低）、分離自全身 ZsGreen 標記小鼠的原代小鼠胚胎成纖維細胞（MEF-ZsGreen）。

共培養(yǎng)實驗結果顯示，兩種靶細胞均可被 BMDM 顯著攝取 ZsGreen 熒光信號；且巨噬細胞內 ZsGreen 熒光強度僅為完整靶細胞的數百分之一，提示該過程僅為局部物質攝取，而非完整細胞吞噬（圖 2a）。分選獲得 ZsGreen 陽性 BMDM 后，利用高分辨轉盤共聚焦顯微鏡成像，可清晰觀察到細胞內部存在亞微米級 ZsGreen 陽性點狀囊泡結構（圖 2b、c）。

圖2.活細胞可通過依賴細胞間接觸的方式被攝取胞質組分，且該過程不依賴半胱天冬酶激活。

隨后我們探究該體系中活細胞抗原攝取是否依賴可溶性顆粒攝取，或是需要細胞間直接接觸；其中游離外泌體、凋亡小泡的攝取主要依靠可溶性顆粒途徑。我們設置兩組共培養(yǎng)體系：一組將骨髓來源巨噬細胞（BMDM）與 B16-ZsGreen 細胞 48 小時培養(yǎng)上清（含少量外泌體）共孵育；另一組采用 Transwell 小室將 B16-ZsGreen 靶細胞與巨噬細胞物理分隔。兩組處理均顯著降低巨噬細胞對 ZsGreen 的攝取效率（圖 2d、e）。此外，向共培養(yǎng)體系加入外泌體 / 微顆粒釋放抑制劑或胞吞抑制劑，均無法抑制該攝取過程（圖 2f、g）。以上結果表明，盡管外泌體、微顆粒等可溶性物質的胞吞作用會微弱參與該過程，但本體系中巨噬細胞攝取活細胞胞內物質存在一條獨立的主導通路，且該通路必須依賴細胞間直接接觸。

現有假說認為，凋亡小體的吞噬（即胞葬作用，本文統(tǒng)一稱吞噬作用）是組織向巡視型抗原呈遞細胞輸送自身組分的主要途徑。因此本研究進一步驗證：細胞凋亡是否是本體系中大量細胞物質攝取的必要條件。向共培養(yǎng)體系加入半胱天冬酶抑制劑 zVAD 后，巨噬細胞攝取 ZsGreen 的效率未發(fā)生任何改變（圖 2h），證實該攝取機制不依賴細胞凋亡。為更直觀確認巨噬細胞內攝取的物質是否來源于凋亡細胞，研究人員選用改造后的 B16-F10 報告細胞株（B16-GC3AI）：該細胞穩(wěn)定表達組成型 mCherry 紅色熒光，同時攜帶分裂型 GFP 胱天蛋白酶 3 活性報告元件 —— 僅當胱天蛋白酶 3 被剪切激活（如細胞凋亡時），GFP 才會發(fā)出熒光（圖 2i）。該模型驗證結果顯示：實驗體系內 B16-GC3AI 細胞活力高，GFP 陽性細胞僅占 0.12%；而星形孢菌素誘導凋亡后，GFP 陽性細胞占比超 63%（圖 2i）。將該報告細胞與 BMDM 共培養(yǎng)后，絕大多數攝取了靶細胞組分的 mCherry 陽性巨噬細胞無 GFP 熒光信號；與凋亡誘導組形成鮮明對比：活細胞取樣組僅 1% 巨噬細胞攜帶凋亡 GFP 信號，星形孢菌素凋亡處理組則達 11%（圖 2j）。綜上，本研究證實機體存在一條獨立于凋亡通路的新型物質攝取途徑，用于獲取活細胞胞內組分。

活細胞實時成像觀測活細胞取樣過程

鑒于巨噬細胞內攝取的囊泡尺寸極小，本研究采用高分辨成像技術，實時記錄共培養(yǎng)體系中膜定位 tdTomato 標記的 BMDM 與 B16-ZsGreen 靶細胞的互作全過程。所用成像設備包括晶格光片顯微鏡（各向同性分辨率約 220 納米）、尼康空間陣列共聚焦檢測系統(tǒng)（NSPARC，超低噪聲探測器陣列，橫向分辨率約 212 納米，軸向分辨率約 424 納米）。兩種成像技術均可長時間完整掃描活細胞三維結構，且光毒性更低。

借助 NSPARC 顯微成像系統(tǒng)，研究人員觀測到靶細胞與 BMDM 自發(fā)發(fā)生互作：靶細胞伸出突起并被拉入巨噬細胞內部，隨后分離形成獨立的 ZsGreen 陽性囊泡（圖 3b）。代表性動態(tài)視頻記錄完整過程（圖 3b，補充視頻 1）：從初次觀測到 ZsGreen 陽性突起，至突起脫離靶細胞，全程不足 10 分鐘；囊泡的斷裂分離僅發(fā)生在單幀成像間隔內（30 秒，圖 3a、b），剩余連接絲隨后消失，要么被囊泡一同攝入巨噬細胞，要么回縮回靶細胞。研究人員通過 yz、xz 切面投影分析同一組成像數據，證實該過程結束后，靶細胞微量胞質組分確實進入巨噬細胞內部。與體內實驗觀測到的尺寸區(qū)間一致，分離形成的囊泡體積微小，下限接近衍射極限（體積＜0.02 μm3），最大約 0.05 μm3（圖 3c）。部分觀測案例中，靶細胞突起被巨噬細胞牽拉后又回縮，未形成可檢測的囊泡，該現象可能對應極微量物質攝取，或是中途終止的不攝取。攝取完成后，ZsGreen 陽性點狀囊泡可在巨噬細胞胞質內自由移動。上述結果證明，巨噬細胞可通過依賴細胞接觸、類似胞啃作用的方式攝取活細胞胞質組分。

圖3.類似胞啃作用的攝取模式使巨噬細胞能夠攝取活細胞內的胞質蛋白。

為證實該現象并非檢測手段造成的人工假象，并利用更高成像幀率開展觀測，y研究人員采用晶格光片顯微鏡開展實驗，該設備具備各向同性高分辨率。這套成像系統(tǒng)同樣捕捉到 ZsGreen 陽性囊泡的牽拉與斷裂過程，囊泡分離僅發(fā)生在單幀成像間隔內（晶格光片顯微鏡單幀間隔約 8 秒；圖 3d）。盡管轉盤共聚焦顯微鏡偶爾也能捕捉到攝取的囊泡，但這類囊泡體積極?。偀晒猱a量低），且該成像方式采樣速率偏低，傳統(tǒng)顯微技術很難捕捉到這一生物學過程。這也解釋了為何以往采用常規(guī)顯微手段的研究均未報道、也未深入探究該機制。

活細胞的受體介導型物質攝取

多種受體 - 配體相互作用均可能參與該過程，研究者首先探究已知機制（如抗體調理作用、補體受體 3（CR3，由 CD11b–CD18 異二聚體構成）結合）是否促進巨噬細胞攝取活細胞組分。提前用靶向膜蛋白 CD98 的抗體孵育靶細胞，可提升 ZsGreen 攝取水平（圖 3e）。已有研究證實大鼠 IgG1κ 可特異性結合 Fcγ 受體 3（FcγR3，又稱 CD16），而該攝取增強效應依賴 FcγR3 的結合與下游信號傳導（圖 3e、f）。提前用靶向另一高豐度膜蛋白 CD29 的抗體孵育靶細胞，同樣以 Fcγ 受體依賴的方式提升攝取效率。此外，將 ZsGreen 陽性靶細胞與正常小鼠血清或純化 IgG 預孵育后，再與骨髓來源巨噬細胞共培養(yǎng)，巨噬細胞的 ZsGreen 攝取量顯著上升。該結果表明，即便交叉反應活性較弱的多克隆抗體，也能促進巨噬細胞對活細胞組分的攝取。同時，敲除巨噬細胞內補體受體亞基 CD11b 后，巨噬細胞攝取 B16 細胞、小鼠胚胎成纖維細胞 ZsGreen 信號的陽性比例與熒光強度均下降（圖 3g），該現象與既往報道中小膠質細胞依靠該類受體完成突觸修剪的機制相似。

為篩選除 CD11b、Fcγ 受體外參與該過程的其他膜蛋白，研究人員利用 NicheNet 工具預測兩種靶細胞模型與骨髓來源巨噬細胞間的配體 - 受體互作關系。鑒于 CD11b 已被證實參與吞噬作用，研究人員優(yōu)先篩選具備已知吞噬功能的共有受體，驗證其蛋白表達水平并評估其對 ZsGreen 攝取的影響。在檢測的 8 個候選受體中，僅編碼 C 型凝集素受體的Cd93基因敲除組，ZsGreen 攝取量出現小幅但具有統(tǒng)計學意義的下降。上述結果說明，多種細胞膜間相互作用共同介導物質攝取，CD11b 與 CD93 僅發(fā)揮部分調控作用。

隨后研究者使用小分子抑制劑，探究連接受體結合與物質攝取的下游信號通路。靶向檢測 CD11b 下游信號分子（SRC、SYK、PI3K）、參與囊泡轉運的小 GTP 酶（ARF6、CDC42、RAC）以及肌動蛋白成核蛋白（ARP2/3 復合體、成蛋白家族）。使用 PP1 抑制 SRC 信號、GDC-0941 抑制 PI3K 信號、CK-666 抑制 ARP2/3 復合體后，巨噬細胞的物質攝取水平下降，但未被阻斷。結果提示：受體激活 SRC 與 PI3K 通路，進而通過 ARP2/3 介導分支肌動蛋白組裝，推動囊泡形成。與之相反，SYK、小 GTP 酶以及成蛋白調控的線性肌動蛋白通路在本體系中并非必需，或存在功能冗余。綜上，多條通路協(xié)同調控這種依賴細胞接觸的物質攝取過程，且該過程依賴細胞接觸界面的局部激活信號。

活細胞取樣產物的獨特胞內轉運途徑

研究人員進一步探究該攝取途徑形成的囊泡及其內含物是否存在獨特下游功能效應，首先對比其轉運命運與吞噬、胞吞途徑攝取物質的差異。為實現不同攝取途徑來源細胞器的高維分析，研究人員參考既往 phagoFACS 技術，建立一套包含十項檢測參數的流式細胞器圖譜分析方法，可對多種胞內區(qū)室開展免疫分型（圖 4a）。為特異性分析結合胞質蛋白的胞內細胞器，研究人員在細胞裂解前對細胞膜進行生物素標記，精準區(qū)分細胞膜來源膜結構；同時使用結合氨基的 CellTrace Violet 染料進行染色（圖 4b）。早期內體抗原 1（EEA1）、RAB7 等胞內細胞器標志物僅在鏈霉親和素陰性組分中檢出（圖 4c）。從骨髓來源巨噬細胞中分選 CellTrace Violet 陽性胞內囊泡，可區(qū)分出攜帶 ZsGreen 抗原的囊泡與無 ZsGreen 抗原的空白囊泡；且該類 ZsGreen 陽性囊泡僅存在于與 ZsGreen 陽性靶細胞共培養(yǎng)的巨噬細胞內（圖 4d）。

圖4.多參數胞內囊泡流式細胞術證實，來源于活細胞的蛋白定位于一類獨立囊泡區(qū)室。

現有認知認為，細胞內化形成的囊泡會沿一條逐步走向降解的通路轉運：早期內體成熟為晚期內體，晚期內體再與溶酶體融合形成吞噬溶酶體。本研究設計了一套抗體組合，用于識別各類已知囊泡區(qū)室，包括 RAB17 陽性循環(huán)內體、EEA1 陽性早期內體、LAMP1 陽性溶酶體、RAB7 陽性成熟內體，以及 RAB7?LAMP1?CD63?晚期內體（圖 4e–h）。研究人員額外加入識別抗原提呈分子 MHCⅠ 類分子（MHC-Ⅰ）與 MHCⅡ 類分子（MHC-Ⅱ）的抗體，以此鑒定具備抗原裝載功能的囊泡區(qū)室。與已有報道一致，MHC-Ⅰ 基本不分布于 LAMP1 陽性囊泡，而 MHC-Ⅱ 可在多種囊泡區(qū)室中檢出。上述結果證明，這套高維囊泡分析方法適用于解析囊泡區(qū)室的組分與分型。

隨后研究者采用該細胞器免疫分型技術，對比類胞啃活細胞取樣、胞吞、吞噬這三種不同攝取方式所形成 ZsGreen 陽性抗原囊泡的胞內轉運差異（圖 4i）。盡管攝取上清可溶性物質的胞吞途徑僅能產生極低水平 ZsGreen 信號，但仍可檢出足量 ZsGreen 囊泡用于后續(xù)分析。常規(guī)分群分析顯示，吞噬與胞吞兩種途徑的抗原均分布于囊泡成熟通路的各個階段；但類胞啃取樣產生的囊泡向晚期內體轉運的比例顯著降低（圖 4j、k），且該類囊泡與 MHC-Ⅰ 的共定位程度隨靶細胞類型變化，MHC-Ⅱ 則無此現象。值得注意的是，約 90% 吞噬途徑來源的 ZsGreen 陽性囊泡可被經典內體標志物標記，而活細胞取樣產生的 ZsGreen 囊泡有相當比例不結合這些標準內吞標志物（圖 4l）。該結果說明，活細胞攝取的胞質組分進入一條獨立于降解通路的新型內吞轉運途徑。

為無偏分析各類標志物熒光強度并區(qū)分不同囊泡亞群，研究人員將所有 ZsGreen 陽性囊泡數據整合，僅以囊泡蛋白標志物熒光強度為參數繪制 t 分布隨機鄰域嵌入（tSNE）圖。結果顯示，三種取樣方式產生的囊泡群存在部分重疊，但對比類胞啃活細胞取樣與常規(guī)凋亡細胞吞噬，兩類囊泡的整體分布存在明顯偏移（圖 4m）。疊加 LAMP1 等標志物熒光強度后可見，與常規(guī)流式分群結果吻合：活細胞取樣來源囊泡晚期內體標志物表達偏低，大量富集于一類獨特囊泡區(qū)室（圖 4m）。

為獨立驗證囊泡向溶酶體的轉運效率，研究人員開展共聚焦顯微成像與定量共定位分析。結果證實，經活細胞取樣獲得的 ZsGreen 熒光信號與 LAMP1 溶酶體標志物的共定位程度，顯著低于吞噬途徑獲取的抗原。該結論進一步證明，來源于活細胞的抗原擁有獨特的囊泡轉運命運。

活細胞取樣偏向激活 T 細胞

從免疫學角度，抗原攝取方式會影響內化抗原通過 MHC-Ⅰ 交叉提呈、MHC-Ⅱ 常規(guī)提呈激活 T 細胞的效果。為探究該類胞啃攝取機制對抗原提呈的調控作用，研究人員構建 B16-ZsGreen-minOVA 細胞，該細胞表達融合 ZsGreen 的 OT-I、OT-II 卵清蛋白（OVA）抗原肽；分別用 DMSO、星形孢菌素處理該細胞后與骨髓來源巨噬細胞（BMDM）共培養(yǎng)，分離獲得攝取抗原的 ZsGreen 陽性巨噬細胞（圖 4n）。將攝取凋亡細胞抗原的巨噬細胞（吞噬組 BMDM）與攝取活細胞組分的巨噬細胞（胞啃組 BMDM）分別共孵育 CD4? OT-II T 細胞，兩組 T 細胞活化水平均較弱且無明顯差異（圖 4o）。與之相反，僅胞啃組巨噬細胞可顯著誘導 CD8? OT-I T 細胞早期活化（CD69 上調）與增殖（圖 4p）。該結果與活細胞取樣物質極少轉運至降解型晚期內體、溶酶體的結論相符，說明該途徑更偏向抗原交叉提呈。

已有研究報道樹突狀細胞可通過胞啃實現細胞膜跨細胞轉移（膜裝飾效應）并激活 T 細胞。為驗證本體系是否存在該現象，研究人員使用 BALB/c 小鼠來源巨噬細胞開展抗原轉移與 T 細胞刺激實驗。單獨培養(yǎng)的 BALB/c 巨噬細胞、以及攝取 B16-ZsGreen-minOVA 靶細胞組分的 ZsGreen 陽性 BALB/c 巨噬細胞，均無法檢測到靶細胞來源 MHC-Ⅰ 等位基因 H2Kb。與此一致，ZsGreen 陽性 BALB/c 巨噬細胞誘導抗原特異性 CD8 T 細胞增殖的能力遠弱于 B6 小鼠來源對照巨噬細胞。由此可見，盡管存在微量肽 - MHC 復合物轉移，但絕大多數 CD8 T 細胞活化仍依賴巨噬細胞對攝取胞質抗原的加工與提呈。

轉運通路偏移與抗原初次活化強度相關

經網格蛋白非依賴、動力蛋白非依賴型胞吞攝取的物質會避開溶酶體降解通路；SNX27 - 分選連接蛋白復合物可阻斷內化物質向溶酶體轉運（圖 5a）。本研究中的活細胞取樣同樣不依賴動力蛋白，且抗原走非降解轉運通路，因此研究人員探究敲除 SNX27 對抗原轉運及后續(xù) T 細胞應答的影響。利用 CRISPR-Cas9 技術靶向敲除巨噬細胞 Snx27 基因，可高效引入基因插入 / 缺失突變，大幅下調 SNX27 蛋白表達（圖 5b、c）。Snx27 敲除不影響巨噬細胞攝取 ZsGreen 示蹤蛋白；但相較于靶向 Rosa26 位點的對照組，Snx27 敲除會促使更多 ZsGreen 抗原轉運至 LAMP1 陽性溶酶體，同時減少進入獨特非降解囊泡區(qū)室的抗原比例（圖 5d、e）。該結果證明，活細胞攝取的胞質組分在進入細胞后，依靠 SNX27 介導的通路避開溶酶體降解。

圖5.巨噬細胞敲除 Snx27 會促進抗原向溶酶體轉運，并抑制 CD8 陽性 T 細胞活化。

為明確上述轉運通路改變是否會造成交叉提呈能力下降，研究者將 Snx27 敲除型與對照組骨髓來源巨噬細胞分別和 B16-ZsGreen-minOVA 靶細胞共培養(yǎng)，再分選出 ZsGreen 陽性巨噬細胞，與 OT-I CD8? T 細胞共孵育。與抗原降解增多的結果一致，Snx27 敲除巨噬細胞誘導 T 細胞增殖的能力顯著減弱（圖 5f）。值得注意的是，若直接用 SL8 短肽刺激巨噬細胞，Snx27 敲除并不會抑制 T 細胞增殖。該結果證實，上述抑制效應源于抗原加工過程發(fā)生改變，并非抗原提呈細胞本身功能存在普遍性缺陷。

擴展討論

綜上，上述研究結果證實：巨噬細胞可通過一種類似胞啃作用的機制大量攝取活細胞組分，攝取的物質會儲存在一類獨特囊泡區(qū)室中，該囊泡極少向晚期內體轉運。巨噬細胞本就能持續(xù)少量攝取活細胞內容物，這一點本身并不出人意料。已有研究證實，巨噬細胞的修剪功能對干細胞活化至關重要[1]，還可通過微量突觸修剪優(yōu)化大腦神經環(huán)路結構[2]。

本研究的核心創(chuàng)新點在于：研究者發(fā)現一種低攝取量的類胞啃取樣過程，該過程在多種細胞穩(wěn)態(tài)下持續(xù)發(fā)生，是健康細胞自身抗原的重要來源。該通路為巨噬細胞提供了一套特殊的胞內轉運途徑，使其能夠將健康自身抗原特異性提呈給 CD8? T 細胞。

既往僅有一項研究報道樹突狀細胞的胞啃現象，該研究聚焦經典 “撕扯式” 胞啃機制，僅實現靶細胞膜上預組裝的肽 - MHC 復合物直接轉移。與之不同，本研究借助此前尚未普及的囊泡流式分析技術證實，攝取的胞質組分可儲存于抗原提呈細胞內部的儲備囊泡中，供細胞后續(xù)加工與抗原提呈。這種穩(wěn)定的自身抗原儲備庫，可整合并持續(xù)呈遞多種靶細胞的自身特征，作用時長可達數日甚至更久。

經由該類胞啃途徑攝取的物質留存時間更長，由此形成的囊泡庫可在髓系細胞間相互交換，這一現象此前已有報道。本研究采用模式抗原與轉基因 T 細胞體系，證實巨噬細胞具備交叉提呈活細胞來源抗原、誘導 T 細胞增殖的能力。但該交叉提呈通路在維持、調控胸腺自身耐受穩(wěn)態(tài) T 細胞庫中的生理功能，仍有待進一步探究。

總而言之，本研究搭建了一套理論框架，用以闡釋免疫系統(tǒng)如何持續(xù)收集機體健康自身細胞的信息。該通路可根據機體自身蛋白的正常表達水平調控 T 細胞應答；但與此同時，腫瘤細胞也可能利用該通路誘導病理性免疫反應。

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參考文獻

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