文章主題：Size-Dependent Segregation Controls Macrophage Phagocytosis of Antibody-Opsonized Targets

簡單來說：抗原的大小是巨噬細胞進行有效吞噬的決定性因素

信息及鏈接：Cell. 2018 Jun 28;174(1):131-142.e13. doi: 10.1016/j.cell.2018.05.059.

背景：巨噬細胞通過靶向抗體調(diào)理細胞進行吞噬作用來保護機體免受疾病損傷。盡管不同結(jié)構(gòu)，形狀和大小的抗原都能誘導(dǎo)產(chǎn)生抗體，但是為什么有些抗體在激發(fā)免疫應(yīng)答等過程中比其他抗體更有效，這個機制還不清楚。在這篇文章中，研究者們就對其中的機制進行了研究。

亮點：

1. 抗體依賴的巨噬細胞吞噬作用依賴于抗原的大小；

2. 短抗原促進細胞之間的緊密接觸以及CD45的分離；

3. CD45的分離不依賴于整合素，會引起ITAM的磷酸化；

4. 靶向短抗原的抗體促進有效的吞噬作用。

下面我們來看看研究者們是怎么通過精巧的實驗設(shè)計，最終得到這些結(jié)論的：

首先，通過設(shè)計一組體外模型（包裹脂質(zhì)雙分子層（SLB）和抗體的玻璃微球）模擬被巨噬細胞吞噬的靶物質(zhì)，然后將微球與RAW264.7巨噬細胞細胞共孵育，通過共聚焦顯微技術(shù)觀察體外模擬的巨噬細胞吞噬過程。

結(jié)果顯示：吞噬作用隨著抗體濃度的升高而增強，同時，還能通過與巨噬細胞共培養(yǎng)的抗CD16（Fc?RIII）和抗CD32（Fc?RIIIB）的抗體共孵育而被阻斷，說明SLB包裹的微球內(nèi)化是Fc?R特異性的。

此后，為了了解抗原大小對于吞噬作用的影響，研究者們先后設(shè)計了兩組基于Fibcon和CEACAM的不同長度的抗原。觀察吞噬過程發(fā)現(xiàn)：巨噬細胞對微球的吞噬作用隨著微球上包裹抗原增長而顯著降低。

由于吞噬作用和抗體濃度是相關(guān)的，所以為了證明抗原長度對吞噬作用的影響不僅僅發(fā)生在某個特定的抗體濃度，研究者又設(shè)計了不同抗體濃度下的實驗。（邏輯是不是很縝密？）

結(jié)果顯示：不同的抗體濃度下吞噬作用與抗原長度還是呈負相關(guān)的趨勢，并且當(dāng)抗原長度大于10nm時，會顯著降低吞噬作用。

接下來，為了研究吞噬依賴于抗原長度的原因是否在于ITAM信號變化，研究者們觀察了吞噬過程中磷酸化酪氨酸在細胞中的分布，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：短抗原內(nèi)化過程中有豐富的ITAM酪氨酸磷酸化，但長抗原則沒有。

而為了確定Fc?R ITAM磷酸化是否隨著抗原長度改變而發(fā)生了變化，他們應(yīng)用全內(nèi)反射熒光顯微鏡（TIRF）對特定設(shè)計的ITAM磷酸化傳感器（sensor）進行觀察，了解ITAM磷酸化的動力學(xué)。

結(jié)果顯示：隨著抗原長度增加，sensor的富集程度顯著降低，并且，這種依賴于抗原大小的Fc?R ITAM磷酸化還不僅僅出現(xiàn)在單個的抗原家族中，也就是說有一定的普遍性。

進一步來說，由于靶物質(zhì)上抗體濃度可以調(diào)節(jié)吞噬作用，為了確定不同長度的抗原簇中Fc?R的有效濃度不同是不是導(dǎo)致吞噬作用與抗原長度相關(guān)性的主要原因，通過計量抗體-Fc?R復(fù)合物的濃度發(fā)現(xiàn)，長抗原對應(yīng)的抗體濃度比短抗原只有輕微降低，而這個現(xiàn)象可以由二維空間內(nèi)受體-配基的親和力依賴于他們的大小尺寸得以解釋。進而研究者們還通過構(gòu)建大質(zhì)膜泡，檢測到抗原長度變化只會引起受體-配基親和力的輕微降低，進而說明吞噬作用主要依賴于抗原大小的差異，而不是親和力或者密度。

Fc?R ITAM的磷酸化能夠被受體酪氨酸磷酸酶CD45、CD148逆轉(zhuǎn)，為了研究抑制磷酸酶在抗體Fc?R富集的膜上是怎樣進行空間分布的，研究者們通過TIRF觀察了CD45在巨噬細胞和SLB的接觸面上的分布。

結(jié)果顯示：短抗原參與的吞噬接觸面上抗體與CD45之間有顯著的分離，而長抗原則沒有這種現(xiàn)象。同時，共定位分析及抗原、抗體及受體的計算分析顯示：大約10nm的大小是一個閾值，當(dāng)抗原長度小于這個閾值就會導(dǎo)致CD45被分離。

基于以上的結(jié)論，為了進一步求證CD45的分離對于Fc?R磷酸化和吞噬作用是否是必須的，研究者們使用CRISPR/Cas9截短了內(nèi)源性的CD45胞外段進行實驗，發(fā)現(xiàn)截短的CD45使短抗原介導(dǎo)的吞噬作用顯著降低了。

綜上，結(jié)論如下：抗原大小很大程度上決定了抗體依賴的吞噬作用是否成功，而這個吞噬作用又是通過大小依賴的CD45分離導(dǎo)致的Fc?R磷酸化來完成的。（做基礎(chǔ)研究的文章，它的結(jié)論就是這么傲嬌的拗口）

簡單來說，是這樣一個結(jié)論：

抗原大小越小會導(dǎo)致抗體結(jié)合的Fc受體與抑制性磷酸酶CD45分離，進而激發(fā)Fc受體磷酸化，并促進吞噬作用。由此作者為治療性抗體提出一個建議：選取短抗原作為抗體的靶標(biāo)。

本文中用于檢測CRISPR/Cas9編輯的CD45分子的抗小鼠CD45抗體來自Cloud-Clone?。?！