我們生活在一個充滿細菌、病毒以及其他有害物質(zhì)的環(huán)境中，身體時刻遭受著肉眼不可見的微生物攻擊，盡管如此，我們還是健康的活著，其實這都有賴于人體自身的免疫系統(tǒng)發(fā)揮了保護作用。

我們體內(nèi)的免疫細胞通過攝入和降解病原體來控制感染。然而，一些病原體逃脫了這種防御機制，在宿主細胞內(nèi)繁殖。雖然已知的逃避機制涉及毒力因子，但許多病原體在入侵過程中是可移動的。那么，運動中的病原體施加的物理力如何影響它們在宿主體內(nèi)的降解命運？

來自印第安納大學的研究人員揭示了一種以前未知的機制：病原體能夠用物理力量擊敗細胞。這一發(fā)現(xiàn)代表了對抗細胞內(nèi)病原體的潛在游戲規(guī)則改變者，細胞內(nèi)病原體導致結(jié)核病、瘧疾和衣原體等傳染病。該研究題為“Propulsive cell entry diverts pathogens from immune degradation by remodeling the phagocytic synapse”，發(fā)表在PNAS雜志。

人體通過細胞吞噬作用來消滅病原體，吞噬作用是免疫細胞攝取和降解入侵病原體的重要過程。它始于免疫細胞受體識別病原體。這導致吞噬細胞突觸的形成，其中病原體-宿主接觸位點的激活受體和其他信號蛋白在空間上重組，形成微觀模式。來自激活受體的信號隨后觸發(fā)免疫細胞中的肌動蛋白重塑，將病原體吞噬到膜結(jié)合的吞噬體中，***終導致病原體的消除。

許多病原體已經(jīng)進化出多種策略來逃避免疫細胞的監(jiān)視和降解。盡管已經(jīng)有很多研究報道這一發(fā)現(xiàn)，但仍不清楚病原體的運動性如何影響其進入細胞后的細胞內(nèi)命運。

為了解決這個問題，研究人員研究了運動病原體所預期的物理力如何影響其細胞內(nèi)運輸。研究使用原生動物寄生蟲弓形蟲作為病原體模型，并輔以酵母和調(diào)理珠進行普遍性確認。有人提出，弓形蟲在主動入侵期間會釋放效應蛋白，阻止駐留的液泡與溶酶體融合。然而，與其他運動病原體一樣，目前尚不清楚主動滲透的推進力是否以及如何幫助寄生蟲進入非降解途徑。

在這項研究中，作者開發(fā)了一種方法，通過在病原體內(nèi)化過程中使用磁力操作來檢查推進細胞進入的影響。使用弓形蟲作為模型病原體，將磁性納米顆粒附著到滅活的寄生蟲上，使它們具有磁響應能力。作者將這些寄生蟲推入巨噬細胞，同時監(jiān)測它們的細胞內(nèi)命運。

研究人員首先證實了活的弓形蟲存在于缺乏降解功能的細胞內(nèi)液泡中，而熱滅活的弓形蟲通過典型的吞噬溶酶體降解途徑被動內(nèi)化。證實了這一結(jié)果后，作者接著問：如果可以使熱滅活的寄生蟲在進入細胞時發(fā)揮推進力，就像活的寄生蟲一樣，物理力是否可以改變其細胞內(nèi)運輸?shù)拿\？

研究人員隨即使用磁力鑷子裝置誘導熱滅活的弓形蟲進入細胞，然后同時對它們在 RAW 264.7 細胞中的細胞內(nèi)運輸進行成像。作者設計施加的磁力大小適合吞噬被熱殺死的寄生蟲而不破壞質(zhì)膜。吞噬體酸化和蛋白水解的結(jié)果均表明吞噬體的降解功能受到內(nèi)化過程中推進力的損害。

總之，研究人員先發(fā)現(xiàn)活寄生蟲強行進入免疫細胞并在其中繁殖。當研究人員創(chuàng)造了無法施加力量或產(chǎn)生化學物質(zhì)的滅活寄生蟲時，這些滅活寄生蟲在細胞中迅速降解。當研究人員使用磁力鑷子將滅活的寄生蟲推入免疫細胞時，滅活的寄生蟲現(xiàn)在受到模擬強力進入，避免了降解，類似于其活體寄生蟲。這表明病原體的存活是由進入的力量而不是化學物質(zhì)造成的。

生物磁珠對細胞篩選的方法已日漸成熟，原理是將包被一抗的磁珠與細胞表面對應的分子特異性結(jié)合，或者將包被二抗的磁珠與已經(jīng)與細胞表面分子特異性結(jié)合的一抗結(jié)合。磁珠攜帶與之結(jié)合的細胞吸附與分離柱或試管上，實現(xiàn)陽性細胞或陰性細胞的分離。洛陽吉恩特生物自主研發(fā)生產(chǎn)了各類生物磁珠，可以實現(xiàn)穩(wěn)定的實驗結(jié)果。