免疫细胞具有出色的能力，可以像嗅探犬一样寻找感染，这要归功于被称为 Toll 样受体的特化传感器，通常缩写为 TLR。 然而，激活 TLR 的具体内容，以及激活的强度和类型与正在检测的内容之间的关系，仍然是研究的领域。 波恩大学和波恩大学医院（UKB）研究人员最近进行的一项研究旨在通过一种新方法阐明这些问题。 他们的发现能够显著加快对感染性疾病、癌症、糖尿病和痴呆症的治疗开发，并已发表在 Nature Communications 杂志上。
TLR 在各种细胞的表面大量存在，尤其是位于黏膜和免疫细胞中的细胞。 就像我们鼻子中的嗅觉受体一样，TLR 在遇到某些化学信号时被激活。 这种激活引发细胞内部反应的级联。例如，当清道夫免疫细胞检测到细菌时，它们通过吞噬和分解细菌来启动一种称为吞噬作用的过程，而其他免疫细胞则派遣化学信使以召集额外的帮助，从而触发炎症。
通过 TLR 触发的危险信号引发的反应
TLR 分为几个类别，每个类别对不同的“气味”做出反应。 根据波恩大学药学院的 Günther Weindl 教授的说法，“这些分子经过时间的演变，成为重要的危险信号。” 一个突出的例子是脂多糖 (LPS)，它是细菌细胞壁的基本组成部分。
Weindl 指出，“在许多情况下，我们仍然对检测到信号时激活的具体反应缺乏明确性。”他补充道，“各种分子很有可能激活相同的 TLR，但导致不同的反应。”
为了研究这些反应，研究人员通常会使用不同颜色标记分子，以追踪特定受体被激活时激活的信号通路。 然而，这种方法既耗时又劳动密集，需要对现有的信号通路有广泛的了解。
Weindl 和他的团队探索了一种替代技术，该技术不依赖于颜色编码，并且之前在其他受体研究中取得了成功。 这种创新方法检查细胞在遇到信号分子时如何改变形状，准备自己要么吸收细菌，要么转变为感染的组织。
通过波长变化可视化 TLR 激活
这种形态变化可以通过将细胞放置在涂有特殊涂层的透明板上，并从下面用宽带光源照明来轻松观察。 当光线照射到涂层上时反射的特定波长取决于细胞内部正在进行的过程和转变。
Weindl 的同事 Janine Holze 博士解释说：“我们证明这些反射波长的变化在引入信号分子后仅几分钟内发生。” 他们还测试了来自 E. coli 和 Salmonella 的脂多糖细胞。 尽管两者触发相同的 TLR，但引入各自的 E. coli LPS 和 Salmonella LPS 后反射的光谱表现出不同的变化。 这一观察表明，相同的受体可以被不同的分子以不同的方式激活，从而导致基于信号的量身定制响应。
Weindl 总结道：“这种方法提供了一个更为复杂的了解受体功能的方式，并简化了寻找具有精准作用特征的潜在药物的过程。” 有令人兴奋的可能性，例如增强免疫反应，以增强身体更好地对抗癌细胞。 相反，在糖尿病、类风湿关节炎或阿尔茨海默氏症等疾病的情况下，目标可能是下调可能损害健康组织的特定免疫反应，从而通过使用他们的新方法使研究人员更接近这一目标。
这项研究得到了德国研究基金会 (DFG) 的资助。
