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生命科學(xué) Life science

什么是胞啃作用？

胞啃作用（源自希臘語“trogo”，意為“啃食”）是真核細(xì)胞間物質(zhì)交換的獨特方式，表現(xiàn)為一個細(xì)胞通過直接接觸選擇性獲取另一細(xì)胞的膜片段或胞質(zhì)成分（圖1）。與囫圇吞棗的吞噬作用（phagocytosis）不同，胞啃作用具有以下特征：

選擇性：針對特定膜組分

局部性：僅涉及細(xì)胞部分區(qū)域

高效性：可獲取功能性分子（如膜蛋白、脂質(zhì)和細(xì)胞器）

這一機制為理解細(xì)胞間通訊提供了新的視角。

圖1. 胞啃作用的典型電鏡圖像。箭頭示胞啃位點。

圖2. 胞啃作用的分子機制。

寄生蟲如何利用胞啃作用？

多種寄生蟲通過胞啃作用實現(xiàn)營養(yǎng)獲取、免疫逃逸和組織入侵。代表性蟲種包括溶組織內(nèi)阿米巴（Entamoeba histolytica）、陰道毛滴蟲（Trichomonas vaginalis）和枯氏錐蟲（Trypanosoma cruzi）等，其具體機制可分為以下方面：

（1）營養(yǎng)獲?。喝芙M織內(nèi)阿米巴通過半乳糖凝集素（Gal/GalNAc lectin）識別宿主細(xì)胞，激活PI3K/EhC2PK信號通路觸發(fā)胞啃作用，從而獲取宿主細(xì)胞膜蛋白及胞質(zhì)內(nèi)容物（圖3I）。

（2）免疫逃逸：陰道毛滴蟲可通過胞啃作用獲取宿主補體調(diào)節(jié)蛋白CD59，有效抵抗補體系統(tǒng)的殺傷作用（圖3II）。

（3）入侵和致?。焊Ｊ夏透窭锇⒚装停∟aegleria fowleri）通過啃食神經(jīng)元細(xì)胞膜，導(dǎo)致腦組織損傷（圖3III）。因此，其被冠以一個恐怖的名字——“食腦蟲”。

（4）行為調(diào)控：阿米巴通過“啃食”宿主細(xì)胞膜碎片進入“激活狀態(tài)”， 形成增強后續(xù)殺傷能力的正反饋循環(huán)（圖3IV）。

這些發(fā)現(xiàn)揭示了胞啃作用在寄生蟲致病過程中的多重生物學(xué)功能。

圖3. 寄生蟲胞啃宿主細(xì)胞的示意圖。

宿主也能“反咬”寄生蟲？

胞啃作用作為宿主-寄生蟲互作的重要機制，那么一個關(guān)鍵問題是：這種作用是單向的，還是雙向的？也就是說，宿主的免疫細(xì)胞是否也能利用胞啃作用對抗寄生蟲，特別是針對那些體積過大、難以通過傳統(tǒng)吞噬作用清除的種類？答案是肯定的。

（1）巨噬細(xì)胞通過胞啃作用清除血吸蟲：該團隊研究發(fā)現(xiàn)，日本血吸蟲（Schistosoma japonicum）在非適宜宿主東方田鼠體內(nèi)可被巨噬細(xì)胞通過胞啃作用清除。具體機制為：巨噬細(xì)胞通過補體受體CR3識別蟲體表面的iC3b，介導(dǎo)細(xì)胞黏附至童蟲表面，并激活Ca2?/NFAT信號通路，最終通過反復(fù)的胞啃作用破壞蟲體表皮（圖4I，圖5）。值得注意的是，這一現(xiàn)象未在易感宿主（如小鼠）中觀察到，表明胞啃作用可能是某些動物對血吸蟲具有天然抗性的重要免疫機制。

（2）中性粒細(xì)胞通過胞啃作用殺傷陰道毛滴蟲：人中性粒細(xì)胞可依賴補體iC3b和Fcγ受體，通過絲氨酸蛋白酶和肌動蛋白的作用快速啃食陰道毛滴蟲的膜碎片。單個中性粒細(xì)胞可對蟲體進行多次“啃咬”，直至其完全解體（圖4I）。

（3）胞啃作用的“雙刃劍”特性：盡管胞啃作用可作為哺乳動物宿主的天然防御機制，但在特定情況下也可能促進疾病進展。例如，在腦型瘧中，內(nèi)皮細(xì)胞通過胞啃樣過程攝取瘧原蟲抗原，反而激活炎癥信號通路，加劇血腦屏障損傷（圖4II）。

綜上，胞啃作用具有雙重效應(yīng)——既能有效清除病原體，又可能在特定情況下促進病理損傷的發(fā)生發(fā)展。

圖4. 宿主細(xì)胞胞啃寄生蟲的示意圖。

圖5. 東方田鼠巨噬細(xì)胞胞啃血吸蟲的過程。

跨界啟示：胞啃作用的保守性機制

寄生蟲、腫瘤和移植器官作為“非己”成分，均可激活宿主相似的免疫識別與清除通路。研究表明，寄生蟲-宿主互作中的胞啃調(diào)控機制具有跨疾病模型的普適性。在腫瘤免疫中，胞啃作用呈現(xiàn)雙向調(diào)節(jié)：免疫細(xì)胞（如NK細(xì)胞、T細(xì)胞）通過胞啃獲取腫瘤抗原以增強免疫應(yīng)答；而腫瘤細(xì)胞則可通過內(nèi)化PD-1等免疫檢查點分子來逃避免疫殺傷。類似地，在移植免疫中，移植物與受體免疫細(xì)胞間的胞啃作用參與急性排斥反應(yīng)的效應(yīng)階段。

這些發(fā)現(xiàn)共同印證：胞啃作用是進化上保守的細(xì)胞間物質(zhì)交換與信號傳遞機制，在不同病理生理過程中發(fā)揮關(guān)鍵調(diào)控作用。

未來展望：靶向胞啃作用的治療策略研究方向

胞啃作用在疾病治療中展現(xiàn)出顯著的轉(zhuǎn)化應(yīng)用潛力，未來研究需聚焦以下方向：

其一，深化分子機制解析與靶向干預(yù)：通過多組學(xué)（如蛋白質(zhì)組學(xué)、磷酸化修飾組學(xué)）技術(shù)，系統(tǒng)鑒定啃作用的關(guān)鍵調(diào)控分子及其信號通路?；诮Y(jié)構(gòu)生物學(xué)方法設(shè)計高親和力小分子抑制劑，阻斷受體免疫細(xì)胞/寄生蟲對靶細(xì)胞的攻擊，以提高移植器官的存活率或抑制寄生蟲的免疫逃逸。

其二，胞啃作用在腫瘤免疫治療中的交叉應(yīng)用值得深入探索。例如，將寄生蟲-宿主互作中“抗原高效獲取”的機制優(yōu)勢，與嵌合抗原受體 T 細(xì)胞（CAR-T）療法相結(jié)合，通過優(yōu)化 CAR-T 細(xì)胞的胞啃活性提升其對腫瘤抗原的識別，為攻克實體瘤耐藥性難題提供新策略。此類跨學(xué)科研究有望推動胞啃作用從基礎(chǔ)研究向臨床轉(zhuǎn)化。 

本文參考文獻（上線劃動查看）

[1] Shen, J. et al. (2023) Macrophage-mediated trogocytosis contributes to destroying human schistosomes in a non-susceptible rodent host, Microtus fortis. Cell Discov 9, 101

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[3] Miller, H.W. et al. (2022) Entamoeba histolytica develops resistance to complement deposition and lysis after acquisition of human complement-regulatory proteins through trogocytosis. mBio 13, e03163-21

[4] Mercer, F. et al. (2018) Neutrophils kill the parasite Trichomonas vaginalis using trogocytosis. PLoS Biol 16, e2003885

[5] Zhao, S. et al. (2024) The transplant rejection response involves neutrophil and macrophage adhesion-mediated trogocytosis and is regulated by NFATc3. Cell Death Dis 15, 75

[6] Zhai, Y. et al. (2023) Trogocytosis of CAR molecule regulates CAR-T cell dysfunction and tumor antigen escape. Sig Transduct Target Ther 8, 457

[7] Chen, Y. et al. (2024) Trogocytosis in CAR immune cell therapy: a key mechanism of tumor immune escape. Cell Commun Signal 22, 521. 

論文作者介紹

吳忠道  

   教授

吳忠道，中山大學(xué)中山醫(yī)學(xué)院二級教授，博士生導(dǎo)師，國家原子能機構(gòu)核技術(shù)（昆蟲不育）研發(fā)中心主任、廣東省媒介生物防控工程技術(shù)研究中心主任、中華預(yù)防醫(yī)學(xué)會寄生蟲學(xué)分會副主任委員、廣東省寄生蟲學(xué)會理事長、廣東省轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)會副理事長、《熱帶醫(yī)學(xué)雜志》常務(wù)副主編、《中國寄生蟲學(xué)與寄生蟲病雜志》副主編等。國務(wù)院特殊津貼專家，獲評廣東省醫(yī)學(xué)領(lǐng)軍人才、寶鋼優(yōu)秀教師、廣東省教學(xué)名師等。長期從事寄生蟲病防治研究，主持國家重點研發(fā)計劃、“973”課題及7項國家自然科學(xué)基金項目。在Nature等期刊發(fā)表論文100余篇，出版英文專著3部，獲教育部自然科學(xué)二等獎、廣東省科技進步獎等。

倫照榮

   教授

倫照榮，中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師；瑞士巴塞爾大學(xué)熱帶醫(yī)學(xué)與公共衛(wèi)生研究院、加拿大多倫多大學(xué)博士后；加拿大國家自然科學(xué)與工程學(xué)研究委員會（NSERC）國際杰出青年基金獲得者；中國原生動物學(xué)會理事長，原亞洲原生生物學(xué)會主席，英國Salford大學(xué)榮譽教授。主要從事人獸共患寄生蟲流行病學(xué)、藥物治療、基因功能和寄生蟲與宿主相互作用的研究。發(fā)現(xiàn)布氏錐蟲假基因來源的siRNA 能調(diào)控基因表達(dá)、分化和發(fā)育，并被Science點評；揭示單細(xì)胞的原生動物例如錐蟲和弓形蟲也存在“癌癥”，為惡性化的早期發(fā)生和起源提供了新線索；證明溫度是弓形蟲感染脊椎動物體細(xì)胞（包括白細(xì)胞）的關(guān)鍵因素，為闡明為什么弓形蟲具有廣泛的宿主基礎(chǔ)提供了新的理論依據(jù)。在國內(nèi)外主流刊物如科學(xué)通報、The Lancet Inf. Dis., PNAS, Nature Comm., Adv. Sci., Chem Sci., Cell Discovery, EID，NAR，STTT，Trends in Parasitol., Journal of Infection, Schizophrenia Bulletin等發(fā)表論文200多篇；主編和參編學(xué)術(shù)專著10多部；獲教育部自然科學(xué)一等獎。

沈佳  

副教授

沈佳，中山大學(xué)中山醫(yī)學(xué)院副教授，碩士生導(dǎo)師。主要研究方向為宿主抗血吸蟲感染免疫及宿主特異性機制研究。目前主要發(fā)現(xiàn)包括：1）發(fā)現(xiàn)宿主免疫細(xì)胞可利用“胞啃作用”殺傷血吸蟲的免疫現(xiàn)象，并將這一發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于抗異物應(yīng)答的移植排斥反應(yīng)中；2）明確iNOS是大鼠天然抗血吸蟲感染的關(guān)鍵免疫因子。先后主持國家自然科學(xué)基金、中國博士后科學(xué)基金特別資助項目和面上項目以及廣東省自然科學(xué)基金項目等課題。主要研究成果以第一作者/通訊作者發(fā)表在PNAS、Cell Discovery、Cell Death & Disease、Trends in Parasitology、Free Radical Biology and Medicine、Cellular and Molecular Gastroenterology and Hepatology等雜志上。

相關(guān)論文信息

相關(guān)研究發(fā)表在Cell Press細(xì)胞出版社

旗下期刊Trends in Parasitology

▌?wù)撐臉?biāo)題：

Trogocytosis: revealing new insights into parasite–host interactions

▌?wù)撐木W(wǎng)址：

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1471492225001382

▌DOI：

https://doi.org/10.1016/j.pt.2025.05.008