新的光学显微镜技术揭示了’toll样受体’

每个细胞的表面都含有对类似于“门”的外部信号起反应的受体。这样，先天免疫系统的细胞就可以通过它们的“toll-like receptor”（TLR）部分区分朋友和敌人。法兰克福歌德大学的研究人员和他们的英国同事现在已经在一种新的超分辨率光学显微镜技术的帮助下发现了这扇大门的两部分经常在一起工作。

当德国诺贝尔奖获得者克里斯蒂安·纽斯莱因 - 沃尔哈德（ChristianeNüsslein-Volhard）在20世纪90年代发现果蝇（Drosophila melanogaster）受体将细胞表面的信号转化为细胞反应时，她感到惊讶。她绰号受体“收费”（惊人），这个词同时也在科学文献中牢固确立。此后，在动物和人类中也发现了类似的受体（toll样受体）。他们识别细菌，病毒和真菌，从而确保我们的身体以适当的方式对感染作出反应。相反，失调的TLR可导致慢性炎症和癌症。

迄今为止进行的实验表明，TLRs被化学信号激活，导致两个蛋白质以二聚体形式聚集在一起。这个被称为“二聚化”的过程似乎在细胞的命运中起着举足轻重的作用：它可以决定细胞在体内是否存活，死亡或移动。由于二聚化发生在使用传统显微镜技术无法捕捉的分子尺度上，所以研究人员必须依赖于间接测量方法。然而，这些很容易出错并产生分歧的结果。由于采用了新的超分辨率光学显微镜技术，这已经发生了变化。

在即将出版的“ 科学信令”期刊上由法兰克福歌德大学的Mike Heilemann教授以及英国雷丁大学的Darius Widera博士和Graeme Cottrell博士领导的工作组描述了他们如何研究细胞表面TLR4受体在分子分辨率上的组织。第一步，他们使用超分辨率显微镜，分辨率比标准荧光显微镜好100倍。由于这还不足以使一个微小的蛋白质二聚体中的单个受体分子可见，所以研究人员开发了对光信号的更复杂的分析。通过这种方式，他们能够将超分辨率图像放大得更近，并检查TLR4在哪些条件下形成单体或二聚体。

研究人员希望他们的工作将在未来更好地理解TLR二聚化如何影响细胞生命或死亡之间的决定。也有可能确定靶向TLR的药物成分如何影响癌细胞的行为。“也可以想象，这种方法将有助于我们今后更好地了解调节健康和疾病免疫系统的基本生物学过程，同时，这种显微镜方法也适用于其他膜蛋白和许多类似的问题， “法兰克福歌德大学物理和理论化学研究所的Mike Heilemann教授解释道。