美國時間12日，德國波昂大學研究團隊發表了一項免標定光學生物感測技術(label-free optical biosensor-based assay)，於天然無標記環境下檢測類鐸受體(TLR)的活化，深入解析細胞表面與胞內TLR以及其下游訊號分子的藥理調節作用，並揭示其訊號傳導特徵與偏向性受體機制。此技術有望促進靶向TLR的選擇性藥物開發。該研究結果發表於《Nature Communications》。
 
TLR是先天性免疫反應中的第一道屏障，由10個人類分子(TLR1-TLR10)和12個小鼠分子(TLR1-TLR9、TLR11-TLR13)組成，負責偵測入侵微生物，如脂質、蛋白質、核酸等，幫助宿主區分不同的感染源。
 
TLR透過同二聚體或異二聚體的形式活化，進而觸發細胞內訊號傳導，促進多種細胞反應，如發炎過程。TLR訊號傳導失調與多種發炎及自體免疫疾病密切相關，包括敗血症、類風濕性關節炎、癌症、代謝紊亂和神經退化性疾病等。
 
傳統上，研究訊息傳遞路徑需透過觀察細胞激素釋放及蛋白質磷酸化，但這種方法會導致延遲。此外，常用的螢光標籤或報導系統(reporter system)雖具高靈敏度，卻需要耗時的驗證程序，增加研究複雜度。
 
基於細胞在接觸訊號分子時會改變形態，波昂大學研究團隊將細胞置於特殊塗層的透明板上，並由下方以寬頻光源照射。當光與塗層相遇時，根據細胞內部的變化反射特定波長，揭示訊號反應。
 
研究團隊讓細胞分別接觸大腸桿菌和沙門氏菌的脂多醣(LPS)。雖然這兩種細菌成分刺激相同的TLR，卻導致不同的反射光譜變化，顯示相同受體會因不同分子以不同方式活化，進而觸發特定反應。
 
本篇研究通訊作者，波昂大學藥學系教授Günther Weindl表示，這項技術可更精細地解釋受體工作機制，並簡化高特異性藥物的篩選，應用範圍包括增強免疫反應以更有效對抗癌細胞，或在糖尿病、風濕病及阿茲海默症等疾病中調節免疫反應。
 
參考資料: https://www.genengnews.com/topics/infectious-diseases/immune-cell-whisperer-a-biosensor-assay-discerns-which-pathogens-are-sniffed-out/
論文: https://www.nature.com/articles/s41467-024-53770-9
 
(編譯/黃佳啟)