快看，它抓住了那只蜜蜂！
圖中的捕蠅草，形似貝殼，忽閃著一雙長長的“睫毛”。看起來，它們悠然自得、形態(tài)舒展。殊不知，它是一位狡猾的獵手，正在伺機(jī)而動……
當(dāng)“天真”的蜜蜂滿懷好奇地落在捕蠅草上，捕蠅草便以迅雷不及掩耳之勢關(guān)閉了大大的“貝殼”，捕捉住前來探險的蜜蜂，化作腹中的美餐。
如此千鈞一發(fā)的情形，不僅僅發(fā)生在神奇的大自然中，在我們的身體內(nèi)部也上演著類似的橋段。而科學(xué)家們，正是有機(jī)會偷看到上帝掌紋的人。
2018年，清華大學(xué)生命學(xué)院劉萬里研究員課題組在《細(xì)胞生物學(xué)雜志》（Journal of Cell Biology）在線發(fā)表了名為《磷脂酰肌醇4,5-二磷酸操控機(jī)械力刺激下B淋巴細(xì)胞的激活閾值》（PI(4,5)P2 determines the threshold of mechanical force-induced B cell activation）的研究論文，報道了在抗原識別所觸發(fā)的機(jī)械力刺激下，記憶性B淋巴細(xì)胞的IgG-BCR受體具有超低活化閾值的精細(xì)分子機(jī)制。
那么什么是B淋巴細(xì)胞，它又有什么作用呢？
簡而言之，B淋巴細(xì)胞是機(jī)體免疫的主要防線之一，維系著人體的健康安全。但這并不是一道輕而易舉就可以被觸發(fā)的防線，它的啟動需要B淋巴細(xì)胞磨礪出“超級英雄”般的本領(lǐng)。“寶劍鋒從磨礪出”，B淋巴細(xì)胞也必須經(jīng)歷從“幼稚少年”到歷經(jīng)沙場的“超級英雄”的蛻變之路。“幼稚少年”在初次面臨入侵機(jī)體的外來抗原這一“敵人”時，需要長時間的多次試探后才能消滅“敵人”；而歷經(jīng)沙場的“超級英雄”則能迅速對入侵的“敵人”作出反應(yīng)，一招制敵，迅速消滅“敵人”。
如果我們將入侵機(jī)體的抗原比作蜜蜂，那么表達(dá)在B淋巴細(xì)胞表面的抗原特異性受體（BCR）就可以看作是捕蠅草，負(fù)責(zé)識別、揀選、捕獲這些抗原。捕蠅草捕捉并消滅蜜蜂的一系列行為，就如同B淋巴細(xì)胞受到抗原刺激，作出活化反應(yīng)來吞噬抗原。
歷經(jīng)沙場的“超級英雄”面對入侵的“敵人”，是怎樣作出如此迅速的反應(yīng)的呢？
這是由捕蠅草對蜜蜂觸碰的敏感性決定的，越是對蜜蜂“接觸”敏感的捕蠅草，越是能快速做出反應(yīng)、捕捉并消滅蜜蜂。而有的捕蠅草由于對蜜蜂“接觸”呈現(xiàn)反應(yīng)惰性，只能是徒勞。
劉萬里研究組將問題的關(guān)鍵聚焦在了記憶性B淋巴細(xì)胞的IgG-BCR受體對于抗原刺激的敏感性方面。理論上， BCR受體對抗原識別觸發(fā)的機(jī)械力刺激越敏感，抗原被識別-捕獲-內(nèi)吞的可能性就越大。機(jī)制上，他們發(fā)現(xiàn)IgG-BCR的胞內(nèi)段能富集細(xì)胞膜內(nèi)層的PIP2（重要的細(xì)胞膜磷脂成分），致使IgG-BCR對抗原識別觸發(fā)的機(jī)械力刺激更為敏感，可快速識別-捕獲-內(nèi)吞抗原。一旦IgG-BCR喪失這種富集PIP2的能力，便會使得IgG-BCR對抗原識別觸發(fā)的機(jī)械力刺激呈現(xiàn)反應(yīng)惰性。
劉萬里研究組的這一發(fā)現(xiàn)從生物物理學(xué)的角度研究B淋巴細(xì)胞免疫活化的內(nèi)在機(jī)理，從BCR對機(jī)械力刺激敏感度的調(diào)控機(jī)理上，詮釋了BCR受體免疫活化能力的趨勢差異。“我們認(rèn)為，如果能將這種BCR與抗原識別之間的生物物理學(xué)特性，進(jìn)行定向設(shè)計并且應(yīng)用到下一代的疫苗開發(fā)中，可能將增強(qiáng)疫苗的免疫效力，更好地保護(hù)人類健康。”該文章的第一作者、生命科學(xué)學(xué)院的PTN項目博士生萬政鵬表示。
這項研究實(shí)現(xiàn)了分子免疫學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、高精度活細(xì)胞成像和生物物理學(xué)等不同學(xué)科的優(yōu)勢交叉，在研究過程中得到了國內(nèi)外同行的大力支持。
劉萬里研究組一直致力于使用新型的高速高分辨率活細(xì)胞單分子熒光成像技術(shù)，結(jié)合傳統(tǒng)的分子免疫學(xué)、生物化學(xué)和生物物理學(xué)研究手段，對B淋巴細(xì)胞的免疫活化及相關(guān)疾病的分子機(jī)理進(jìn)行研究。繼2013年在《免疫學(xué)雜志》(Journal of Immunology)，2015年在《歐洲免疫學(xué)雜志》(European Journal of Immunology)，以及2015年、2017年兩次在eLife雜志上發(fā)表B淋巴細(xì)胞的免疫活化受到機(jī)械力調(diào)控的相關(guān)論文后，這一新成果是劉萬里研究組對該領(lǐng)域的又一貢獻(xiàn)。該研究由國家自然科學(xué)基金委、科技部提供經(jīng)費(fèi)支持。
