近日，我国免疫学研究人员应用光控抗原系统结合高速高分辨率活细胞单分子荧光成像技术，揭示了B淋巴细胞的抗原识别动态机制。研究成果以“Utilization of a photoactivatable antigen system to examine B cell probing termination and B cell receptor sorting mechanisms during B cell activation”（《利用光控抗原系统探究B细胞活化过程中抗原探索行为终止和抗原受体聚类拣选分子机制》）为题于2016年1月13日在国际权威期刊Proceedings of the National Academy of Science (PNAS, 《美国科学院院刊》)在线发表。清华大学免疫学研究所刘万里研究员和化学系刘磊教授为本文的共同通讯作者。文章链接: https://www.pnas.org/content/early/2016/01/12/1517612113.abstract。该研究得到了国家自然基金面上项目（项目批准号：31270481）及国家其它科研基金的支持。

　　淋巴细胞受体识别抗原，从而触发跨膜信号转导是淋巴细胞活化的起始途径。B细胞受体（BCR）识别抗原后形成微簇体是B细胞活化过程中发生在细胞膜上的重要事件。BCR微簇体是B细胞活化最基本的启动和调节单元。拆分BCR微簇体的成长过程这一B细胞识别外来抗原在跨膜信号转导过程中的一系列早期分子时间，将有利于全面了解B细胞活化的具体细节步骤，从而为构建新型疫苗提供新思路，也为新型B细胞活化抑制剂，乃至新型抗B细胞癌症药物的设计提供新靶点。

　　然而，外来抗原在物理结构和化学性质上具有极大差异，BCR（B细胞受体） 识别外来抗原后实现跨膜信号转导，进而启动 BCR 信号通路的分子机制尚不清楚。以往的生物化学研究方法一般需要把 B 细胞裂解后通过免疫共沉淀的方法检测 BCR 信号分子的活化，这种研究方法虽然极大地推动了人们对 BCR信号通路的认识，但是也往往忽视了发生在细胞质膜上、并且依赖于细胞质膜微环境的 B 细胞活化过程中的早期分子事件。BCR-抗原的免疫识别触发的B淋巴细胞活化过程往往首先发生在细胞质膜上，而且是高度动态和瞬时的，长期以来是研究淋巴细胞活化的难点和瓶颈。

　　刘万里课题组结合光控抗原系统（photoactivatable antigen system）和高速高分辨率活细胞单分子荧光成像技术（内反射荧光显微镜：Total Internal Reflection Fluorescence Microscopy，TIRFM），系统解析了B细胞受体与抗原识别后触发的BCR微簇体成熟和免疫突触形成等一系列精细分子时间。他们发现，静息态的B细胞有本能性且持续性的探索行为，试图寻找能够被它们所识别的抗原； BCR与抗原的识别能够在4秒的短时间以内终止抗原探索行为，高效启动BCR聚集，形成BCR微簇体；BCR微簇体逐渐成熟并定性汇聚到抗原呈递面，形成免疫突触，最终推动B淋巴细胞活化。该项研究还使用Matlab 通过对BCR微簇体运动轨迹的均方位移（mean squaredisplacement，MSD）分析定量区分 BCR 微簇体的运动模式等新方法，更为细致的捕捉观察到B淋巴细胞接受抗原刺激前后，BCR微簇体的运动矢量性由无规则的二位布朗运动转变为定向主动运输这一活细胞水平的早期分子事件，为全面系统揭示B细胞活化过程，构建新型疫苗等研究提供了重要的免疫学理论基础和有力的技术方法支持。