T细胞的形态变化：从静息到激活再到耗竭

T细胞，又称T淋巴细胞，是适应性免疫系统的核心组成部分。它们在从静息状态过渡到激活状态并最终衰竭的过程中，会发生形态学变化。这些变化对最佳的 T 细胞受体信号传导和有效的抗原识别至关重要。这通常受到与抗原呈递细胞 (APC) 的相互作用以及丝状肌动蛋白 (F-actin) 的积累的影响。(Smith, 2023)

作为细胞介导免疫的关键参与者，T淋巴细胞在其生命周期的大部分时间里处静止状态，在受到刺激后才会转变为增殖状态。静息T细胞通常呈球形或略呈椭圆形，突起极小，染色质结构高度致密。(Johnson & Thompson, 2022)

T细胞活化后会发生显著的形态变化。它们从球形转变为更细长或扁平的形状，细胞体积也随之增加。这种变化是由免疫突触 (IS) 中F-actin的积累所驱动，而F-actin对于 T 细胞信号传导和与抗原呈递细胞 (APC) 的相互作用至关重要。(Chen & Zhang, 2018) F-actin作为T细胞胞质内的微丝，对 T 细胞迁移至关重要，它有助于促进细胞前缘板状伪足的形成，从而在移动过程中进一步推动细胞向前。随着F-actin的积累，T细胞受体和粘附分子也会在与 APC 的接触点聚集。细胞膜微绒毛密度的增加导致细胞体积膨胀，从而促进细胞间相互作用。(Brown & Davis, 2019)

T细胞的形态变化与钙 (Ca2+) 反应密切相关；强烈的 Ca2+ 反应通常导致圆扁平的形状，表明有效激活，而较弱的反应可能导致细长扁平的形状。(Brown & Davis, 2019)

因表观遗传修饰和代谢转变，衰竭的T细胞通常形态更紧凑，运动能力下降。它们表现出糖酵解减少，并增加对脂肪酸氧化（FAO）供能的依赖，这可能会影响其细胞结构和大小。(Williams & Lee, 2020) 此外，它们会高水平表达PD-1、LAG-3和TIM-3等抑制性受体，从而抑制其效应功能。(Johnson & Thompson, 2022) 衰竭是一种进行性状态，导致T细胞功能（包括细胞因子产生和细胞溶解活性）的逐级丧失。

了解这些动态变化对于制定维持T细胞功能的策略至关重要。一种方法是创建模拟自然激活平台的环境，但提供更细致、更持续的刺激。这可通过引导T细胞经历类似于马拉松训练的渐进式激活过程来帮助防止过度耗竭。此类策略旨在保持T细胞的效力，同时最大限度地降低耗竭的风险。

衰竭的T细胞还能恢复其全部潜能吗？或者有什么方法可从一开始就预防T细胞衰竭？敬请期待我们的下一篇文章。

撰文: Chloe CHAN
制图: Kiki CHOI
中译与润色: Baiyang YU

Reference list:

Brown, T. A., & Davis, M. M. (2019). Activation effects on the physical characteristics of T lymphocytes. Frontiers in Bioengineering and Biotechnology, 7, Article 338. https://doi.org/10.3389/fbioe.2019.00338

Chen, L., & Zhang, Y. (2018). F-Actin Accumulation and T Cell Activation. Journal of Biological Chemistry, 293(14), 5315-5325. https://doi.org/10.1074/jbc.RA117.001254

Johnson, K. L., & Thompson, R. J. (2022). Fundamentals to therapeutics: Epigenetic modulation of CD8+ T cell exhaustion in the tumor microenvironment. Nature Immunology, 23(5), 631-638. https://doi.org/10.1038/s41590-022-01234-5

Smith, J. (2023). Morphological change of CD4+ T cell during contact with DC modulates T-cell activation by accumulation of F-actin in the immunology synapse. Journal of Immunology, 210(1), 1-10. https://doi.org/10.4049/jimmunol.2200706

Smith, J. M. (2023). T Cell Activation and Morphology. Journal of Immunology, 191(1), 1-10. https://doi.org/10.4049/jimmunol.2200706

Williams, D. R., & Lee, S. J. (2020). Exhausted T cells hijacking the cancer-immunity cycle: Assets and liabilities. Frontiers in Immunology, 11, Article 575. https://doi.org/10.3389/fimmu.2020.00575