细胞毒性T淋巴细胞（Cytotoxic T lymphocytes，CTL）是人体内精准的“杀手”细胞，专门负责识别并消除受感染细胞或癌细胞。它们通过一种被称为“免疫突触（Immune synapse）”的精密区域与目标接触，释放毒性分子以摧毁目标，同时确保邻近健康组织不受损伤。长期以来，由于成像技术的限制，这一复杂结构的纳米级三维细节一直难以被观测。
近日，由日内瓦大学（UNIGE）与洛桑大学医院（CHUV）联合开展的一项研究，成功在接近原生（Near-native）的状态下实现了这一过程的三维可视化。相关成果发表于《细胞报告》（Cell Reports）杂志，为免疫肿瘤学（Immuno-oncology）研究提供了全新的结构生物学框架。
技术突破：让“隐形”的微观世界可见
传统成像技术在观察人类完整细胞时，往往需要在分辨率、观察体积和结构保存之间做出妥协。尤其是样本制备过程，极易破坏脆弱的细胞结构。
为了克服这些局限，研究团队采用了低温膨胀显微镜（Cryo-expansion microscopy，Cryo-ExM）技术。
“该技术通过极高速率瞬间冻结细胞，使其处于所谓的‘玻璃态（Vitreous state）’，水分子在不形成冰晶的情况下固化，从而忠实地保留了生物结构的原始形态，”日内瓦大学理学院分子与细胞生物学系高级讲师 Virginie Hamel 解释道，“随后，利用吸水性氢凝胶对样本进行物理膨胀。这使我们能够在保持接近原生架构的同时，以极高的精度观察其内部组织。”
核心发现：膜“穹顶”与毒性颗粒的“多核”结构
通过这种高分辨率成像，研究团队揭示了此前未被察觉的结构特征：
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膜穹顶结构：研究第一作者 Florent Lemaître 指出，在免疫细胞与目标的接触点上，细胞膜会形成一种类似“穹顶（Dome）”的结构。这种结构的形成似乎与细胞间的粘附作用（Adhesion interactions）及细胞内部的骨架组织密切相关。
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毒性颗粒细节：研究以前所未有的细节展示了负责摧毁目标细胞的细胞毒性颗粒（Cytotoxic granules）。研究发现，这些颗粒的内部组织具有多样性，通常包含一个或多个容纳活性分子的“核心（Cores）”，这些核心正是摧毁癌细胞的“弹药库”。
临床转化：从实验室细胞到患者肿瘤组织
该研究的意义并不仅限于实验室基础观察。研究团队已将此方法扩展至人类肿瘤组织，实现了对肿瘤浸润T淋巴细胞（TILs）及其杀伤机制的纳米级直接观察。
“这使我们能够直接在临床背景下研究免疫反应，并更好地理解决定其有效性的机制，”共同领导该研究的 CHUV 临床肿瘤学系副研究员 Benita Wolf 表示。
总结与展望
通过提供免疫反应过程的三维、近原生视角，这项工作为分析免疫细胞功能建立了参考基准。在免疫肿瘤学领域，该发现将助力科学家深入剖析免疫反应的效能边界，进而优化治疗策略，为提升癌症免疫疗法的成功率提供关键的结构依据。
参考文献：Florent Lemaître et al, Unveiling the molecular architecture of T cells and immune synapses with cryo-expansion microscopy, Cell Reports (2026). DOI: 10.1016/j.celrep.2026.117165
编辑：王洪
排版：李丽
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