在5月26日出版的《自然－通訊》上，清華大學醫(yī)學院祁海教授和化學系劉磊教授課題組合作發(fā)表了題為《雙光子光控趨化因子的化學合成及在體光控免疫細胞遷移》 的研究論文,，首次發(fā)展了雙光子光控趨化因子,，實現(xiàn)了體外和在體光控細胞運動，為體內(nèi)及體外以高分辨率研究細胞趨化運動及定位提供了新的手段,。清華大學醫(yī)學院博士生陳欣,、化學系博士生唐姍，以及中國科學院強磁場科學中心副研究員鄭基深是文章的共同第一作者,，祁海教授和劉磊教授是文章的共同通訊作者,。
趨化因子介導的細胞運動遷移和定位在正常的免疫監(jiān)視、免疫反應以及某些重大疾病如癌癥,、自身免疫病等過程中扮演著至關(guān)重要的角色,。目前還缺乏能用于研究細胞趨化運動和趨化因子及受體信號的高時空分辨的分子工具，同時也沒有方法在體內(nèi)實現(xiàn)人為控制細胞運動,。
通過化學合成,，劉磊課題組合成了雙光子光控的人源趨化因子CCL5 （C-C motif ligand 5，趨化因子C-C結(jié)構(gòu)單元配體5）,。該光控探針通過在人源CCL5的N端引入兩個雙光子敏感的光敏基團,，有效的掩蔽了CCL5與其受體的相互作用。而通過短時間（小于5秒）的光照,，能夠重新恢復趨化能力,，誘導T細胞的定向運動。祁海課題組通過體外雙光子解籠鎖及共聚焦顯微鏡單細胞拍攝技術(shù)實現(xiàn)了小于0.1平方微米的高分辨率的雙光子解籠鎖,，并利用這一工具在單細胞水平證明了PI3K（磷脂酰肌醇-3-羥激酶）在殺傷性CD8＋T細胞趨化運動過程中不影響方向感知,，而影響持續(xù)性運動，同時在體內(nèi)表皮和淋巴組織內(nèi)首次實現(xiàn)了利用雙光子光控的CCL5人為改變CD8+T細胞的運動和分布,。這一技術(shù)創(chuàng)新,，為體外及體內(nèi)以高分辨率研究趨化因子及受體信號、細胞運動調(diào)控細胞命運等問題開辟了新途徑,，也為化學合成制造光控蛋白質(zhì)提供了普適的方法,。
祁海教授一直致力于研究免疫應答中的細胞動態(tài)與調(diào)節(jié)，尤其關(guān)注對體液免疫保護至關(guān)重要的多細胞交互作用機制及細胞遷移運動影響細胞分化的機制,。劉磊教授長期研究使用化學合成蛋白質(zhì)的技術(shù)獲取定點翻譯后修飾的蛋白質(zhì)及各種人造功能蛋白質(zhì),。這一新成果展現(xiàn)了清華大學生命科學與化學學科交叉研究的積極探索,。
