研究人員發(fā)現(xiàn)，一種遍布身體大部分部位的分子會(huì)像清潔劑一樣清除細(xì)菌。

來(lái)自霍華德休斯醫(yī)學(xué)研究所研究員 John MacMicking領(lǐng)導(dǎo)的研究小組報(bào)告稱，這種殺手清潔劑就是一種稱為 APOL3的蛋白質(zhì)，通過(guò)溶解細(xì)菌膜來(lái)阻止感染。他的團(tuán)隊(duì)在食物中毒細(xì)菌沙門氏菌上測(cè)試了這種蛋白質(zhì)和其他類似的微生物。

相關(guān)研究成果公布在7月15日的Science雜志上。

MacMicking希望這一發(fā)現(xiàn)有朝一日能幫助開(kāi)發(fā)新的感染治療方法。耶魯大學(xué)免疫學(xué)家 MacMicking 說(shuō)：“在這種情況下，人類以蛋白質(zhì)的形式制造自己的抗生素，就像洗滌劑一樣。” 

突破障礙

當(dāng)談到保護(hù)人體時(shí)，免疫系統(tǒng)的特化細(xì)胞就像一群細(xì)胞保鏢。但是，動(dòng)員這些細(xì)胞的相同警報(bào)信號(hào)也可以激活普通公民。例如，一種稱為 γ-干擾素 的信號(hào)會(huì)促進(jìn)構(gòu)成我們組織和器官的非免疫細(xì)胞中的蛋白質(zhì)生產(chǎn)。但科學(xué)家們對(duì)這些蛋白質(zhì)如何幫助細(xì)胞對(duì)抗病原體知之甚少。

研究人員用沙門氏菌菌株感染了其中一些非免疫細(xì)胞，沙門氏菌會(huì)侵入細(xì)胞的內(nèi)部，屬于一類由兩層膜包圍的細(xì)菌。外層細(xì)菌膜就像盔甲一樣，保護(hù)內(nèi)層細(xì)菌膜免受抗生素等威脅。

研究小組發(fā)現(xiàn)，γ-干擾素警報(bào)信號(hào)可以阻止沙門氏菌接管人體細(xì)胞，但研究人員不知道是哪種蛋白質(zhì)來(lái)拯救。MacMicking 的團(tuán)隊(duì)篩選了 19,000 多個(gè)人類細(xì)胞基因，尋找可能編碼保護(hù)性蛋白質(zhì)的基因。這項(xiàng)工作使研究人員發(fā)現(xiàn)了APOL3，它從第二個(gè)分子 GBP1 和其他分子那里得到幫助。使用高分辨率顯微鏡和其他技術(shù)，該團(tuán)隊(duì)解析出了機(jī)制：GBP1 會(huì)破壞細(xì)菌的外膜，讓APOL3 通過(guò)，從而破壞內(nèi)膜——這是殺死細(xì)菌的“致命一擊”，MacMicking 說(shuō)。

就像洗衣粉等清潔劑一樣，APOL3 的部分會(huì)被水吸引，部分會(huì)被油脂吸引。這些成分不是去除織物上的污垢，而是去除細(xì)菌內(nèi)膜的大塊，它由稱為脂質(zhì)的油脂分子組成。

MacMicking說(shuō)，這個(gè)過(guò)程必須是高度選擇性的，因?yàn)?APOL3 需要避免攻擊人體細(xì)胞本身的細(xì)胞膜。研究小組發(fā)現(xiàn)，APOL3 避開(kāi)了細(xì)胞膜的主要成分膽固醇，而是針對(duì)細(xì)菌喜歡的獨(dú)特脂質(zhì)。

新的保護(hù)工具

APOL3 似乎出現(xiàn)在許多細(xì)胞的工具箱中。MacMicking 的團(tuán)隊(duì)證明它可以保護(hù)血管和腸道內(nèi)的細(xì)胞。由于 APOL3 出現(xiàn)在多種身體組織中，科學(xué)家認(rèn)為它提供了廣泛的保護(hù)。

在非免疫細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)這種類似洗滌劑的分子為身體中的任何細(xì)胞都可以成為免疫系統(tǒng)的一部分的觀點(diǎn)提供了更多證據(jù)，無(wú)論是穿孔、中毒還是使病原體挨餓，免疫系統(tǒng)已經(jīng)開(kāi)發(fā)出多種殺死威脅細(xì)胞的方法。 作者表示，APOL3參與了已知會(huì)致命地分解膜的一組機(jī)制。

研究人員要想將這一發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于感染療法還有很長(zhǎng)的路要走。但是破譯身體的防御能力可以為人類提供對(duì)抗微生物的新工具，這些工具正在不斷發(fā)展，阻止傳統(tǒng)抗生素的使用。MacMicking說(shuō)，例如，使用細(xì)胞清潔劑和其他用來(lái)殺死細(xì)菌的設(shè)備可以幫助補(bǔ)充自然免疫反應(yīng)。