当面对细菌入侵者时,一些人体细胞会释放出一种令人惊讶的物质:肥皂。研究人员在7月16日的《科学》杂志上报告说,这些不属于免疫系统的细胞释放出一种类似洗涤剂的蛋白质,可以溶解大块的细菌内膜,杀死渗透者。
免疫系统的“专业”参与者,如抗体或白细胞,受到了很多关注,但“所有细胞都被赋予了一定的抗感染能力,”耶鲁大学霍华德休斯医学研究所研究员、免疫学家JohnMacMicking说.
MacMicking说,在人类中,这些普通的细胞防御常常被忽视,尽管它们是“古老而原始的防御系统”的一部分,并且可以为感染的新疗法的开发提供信息。
通常,非免疫细胞依赖其专业同行的警告来对抗感染。在检测到外来者时,专门的免疫细胞会释放一种称为干扰素伽玛的警报信号。该信号会唤醒其他细胞,包括排列在喉咙和肠道内并且经常成为病原体目标的上皮细胞,使其发挥作用。
MacMicking及其同事通过用沙门氏菌感染实验室版本的人类上皮细胞来寻找该作用的分子基础,沙门氏菌可以利用细胞富含营养的内部。然后,该团队筛选了19,000多个人类基因,寻找那些能提供一定保护免受感染的基因。
一个基因,它包含一种叫做APOL3的蛋白质的指令,脱颖而出。当这个基因被禁用时,上皮细胞就会死于沙门氏菌感染,即使受到干扰素γ的警告。研究人员用高倍显微镜放大了宿主细胞内作用的APOL3分子,发现蛋白质成群结队地入侵细菌并以某种方式杀死它们。
沙门氏菌是耐寒微生物,受到外膜和内膜的保护,这是许多不同形式的细菌共有的特征。这种双层使这些细菌难以杀死,但进一步的研究揭示了APOL3和另一种分子GBP1如何协同工作来做到这一点。GBP1以某种方式松动细菌的外膜,为APOL3打开大门,将其溶解死亡传递到内层脂质膜。APOL3既有亲水部分,也有亲脂部分,让它与内膜结合,溶解到细胞内液中,就像肥皂洗掉油脂一样。
MacMicking说:“我们对在人体细胞内发现类似洗涤剂的活性感到有点惊讶,因为这种分子也可以溶解宿主细胞膜。但研究人员发现,APOL3专门针对细菌中发现的脂质,其活性被胆固醇(哺乳动物细胞膜的一种常见成分)阻断,使人体组织不受影响。
“关于这些发现的一切都非常酷,”伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的进化免疫学家JessicaBrinkworth说,她没有参与这项研究。许多感染都是从这些上皮细胞开始的,了解它们如何反击对于开发未来的治疗方法至关重要,她说。
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