由UTSW科学家领导的一项新研究表明，当免疫系统通过在其表面重组胆固醇来检测危险时，人体中最有可能进入细菌感染途径的一些细胞将自我缓冲。这一发现发表在今天的《自然微生物学》上，可以为对抗不涉及抗生素的感染提供新的策略。
长期以来，科学家们已经知道，肠、肺等部位的粘膜在保护人体免受全身感染方面起着关键作用。UT西南医学中心研究员、微生物学教授尼尔m阿尔托(Neal M. Alto)博士说，然而，目前还不清楚免疫系统如何增强所谓粘膜上皮细胞的防御特性，以阻断细菌等感染因子。和分子遗传学副教授Arun Radhakrishnan博士。
由于巨噬细胞等免疫细胞通常出现在黏膜上皮细胞附近，Alto和他的同事们想知道，当免疫系统检测到传染性微生物等威胁时，这些细胞是否可能分泌出帮助上皮细胞增强防御能力的分子。为了研究这个想法，研究人员在有巨噬细胞的培养皿中培养上皮细胞，然后加入单核细胞增生李斯特菌，一种叫做单核细胞增生李斯特菌的食源性致病细菌。与没有巨噬细胞的培养皿相比，这些上皮细胞具有显著更高的抗感染能力。
当研究人员广泛研究巨噬细胞的基因活性时，他们发现一种叫做胆固醇25-羟化酶(CH25H)的细胞在面对单核细胞增生李斯特菌时变得更加活跃。进一步的测试表明，该基因产生的小分子是预防上皮感染的关键。
Radhakrishnan说，这个基因是25年前在UTSW实验室工作时发现的。因为Radhakrishnan的工作重点是胆固醇代谢——在这个过程中-CH25H起着主要作用——他的实验室与Alto建立了合作关系，以更好地了解这种基因如何增强上皮细胞的防御能力。
Radhakrishnan Radhakrishnan解释说，CH25H会改变通常与水完全不混溶的胆固醇，从而产生一种叫做25-羟基胆固醇(25HC)的形式，它与水稍微混溶。25HC的这一特性可以用来调节胆固醇的含量，胆固醇是人体每个细胞中必不可少的脂质。25HC的一些功能包括降低参与胆固醇合成的基因的活性，并激活将胆固醇转化为可储存在细胞中的酶的功能。
令人惊讶的是，当研究人员用25HC处理上皮细胞时，他们发现这些细胞中的总胆固醇在实验过程中没有变化。然而，使用两种不同类型的传感器分子——一种附着在可接近的细胞表面胆固醇上，另一种用于检测由于其他脂质的结合而无法接近的细胞表面胆固醇——Alto，Radhakrishnan和他的同事发现25HC耗尽了可接近的细胞表面胆固醇并将其拉入细胞。
Radhakrishnan说：“在治疗的一个小时内，可利用的胆固醇形式从细胞表面被严重消耗。”"到了四个小时，它已经完全消失了。"
阿尔托说，有效胆固醇的消耗对于保护上皮细胞免受单核细胞增生李斯特菌的感染非常重要，可以可靠地增强细胞的防御能力。当科学家用一种酶处理衰竭的细胞时，这种酶将细胞表面不可接近的胆固醇转化为可接近的形式，这使得细胞容易再次感染。
这种防御机制不仅作用于单核细胞增生李斯特菌，还作用于引起志贺氏菌的细菌病原体志贺氏菌，这突出了这种保护的广泛抗菌性。
科学家计划进一步研究这一现象背后的机制，以潜在地确定这一途径的某些部分可以被药物控制或增强。他们还计划测试这种保护措施是否也适用于病毒感染。
阿尔托说：“对这一过程进行更深入的研究，可以给我们带来操纵胆固醇代谢的新线索，从而增强对病原体的免疫力。”
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