由UTSW科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的一項(xiàng)新研究表明，當(dāng)免疫系統(tǒng)通過在其表面重組膽固醇來檢測危險(xiǎn)時(shí)，人體中最有可能進(jìn)入細(xì)菌感染途徑的一些細(xì)胞將自我緩沖。這一發(fā)現(xiàn)發(fā)表在今天的《自然微生物學(xué)》上，可以為對(duì)抗不涉及抗生素的感染提供新的策略。
長期以來，科學(xué)家們已經(jīng)知道，腸、肺等部位的粘膜在保護(hù)人體免受全身感染方面起著關(guān)鍵作用。UT西南醫(yī)學(xué)中心研究員、微生物學(xué)教授尼爾m阿爾托(Neal M. Alto)博士說，然而，目前還不清楚免疫系統(tǒng)如何增強(qiáng)所謂粘膜上皮細(xì)胞的防御特性，以阻斷細(xì)菌等感染因子。和分子遺傳學(xué)副教授Arun Radhakrishnan博士。
由于巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞通常出現(xiàn)在黏膜上皮細(xì)胞附近，Alto和他的同事們想知道，當(dāng)免疫系統(tǒng)檢測到傳染性微生物等威脅時(shí)，這些細(xì)胞是否可能分泌出幫助上皮細(xì)胞增強(qiáng)防御能力的分子。為了研究這個(gè)想法，研究人員在有巨噬細(xì)胞的培養(yǎng)皿中培養(yǎng)上皮細(xì)胞，然后加入單核細(xì)胞增生李斯特菌，一種叫做單核細(xì)胞增生李斯特菌的食源性致病細(xì)菌。與沒有巨噬細(xì)胞的培養(yǎng)皿相比，這些上皮細(xì)胞具有顯著更高的抗感染能力。
當(dāng)研究人員廣泛研究巨噬細(xì)胞的基因活性時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)一種叫做膽固醇25-羥化酶(CH25H)的細(xì)胞在面對(duì)單核細(xì)胞增生李斯特菌時(shí)變得更加活躍。進(jìn)一步的測試表明，該基因產(chǎn)生的小分子是預(yù)防上皮感染的關(guān)鍵。
Radhakrishnan說，這個(gè)基因是25年前在UTSW實(shí)驗(yàn)室工作時(shí)發(fā)現(xiàn)的。因?yàn)镽adhakrishnan的工作重點(diǎn)是膽固醇代謝——在這個(gè)過程中-CH25H起著主要作用——他的實(shí)驗(yàn)室與Alto建立了合作關(guān)系，以更好地了解這種基因如何增強(qiáng)上皮細(xì)胞的防御能力。
Radhakrishnan Radhakrishnan解釋說，CH25H會(huì)改變通常與水完全不混溶的膽固醇，從而產(chǎn)生一種叫做25-羥基膽固醇(25HC)的形式，它與水稍微混溶。25HC的這一特性可以用來調(diào)節(jié)膽固醇的含量，膽固醇是人體每個(gè)細(xì)胞中必不可少的脂質(zhì)。25HC的一些功能包括降低參與膽固醇合成的基因的活性，并激活將膽固醇轉(zhuǎn)化為可儲(chǔ)存在細(xì)胞中的酶的功能。
令人驚訝的是，當(dāng)研究人員用25HC處理上皮細(xì)胞時(shí)，他們發(fā)現(xiàn)這些細(xì)胞中的總膽固醇在實(shí)驗(yàn)過程中沒有變化。然而，使用兩種不同類型的傳感器分子——一種附著在可接近的細(xì)胞表面膽固醇上，另一種用于檢測由于其他脂質(zhì)的結(jié)合而無法接近的細(xì)胞表面膽固醇——Alto，Radhakrishnan和他的同事發(fā)現(xiàn)25HC耗盡了可接近的細(xì)胞表面膽固醇并將其拉入細(xì)胞。
Radhakrishnan說：“在治療的一個(gè)小時(shí)內(nèi)，可利用的膽固醇形式從細(xì)胞表面被嚴(yán)重消耗。”"到了四個(gè)小時(shí)，它已經(jīng)完全消失了。"
阿爾托說，有效膽固醇的消耗對(duì)于保護(hù)上皮細(xì)胞免受單核細(xì)胞增生李斯特菌的感染非常重要，可以可靠地增強(qiáng)細(xì)胞的防御能力。當(dāng)科學(xué)家用一種酶處理衰竭的細(xì)胞時(shí)，這種酶將細(xì)胞表面不可接近的膽固醇轉(zhuǎn)化為可接近的形式，這使得細(xì)胞容易再次感染。
這種防御機(jī)制不僅作用于單核細(xì)胞增生李斯特菌，還作用于引起志賀氏菌的細(xì)菌病原體志賀氏菌，這突出了這種保護(hù)的廣泛抗菌性。
科學(xué)家計(jì)劃進(jìn)一步研究這一現(xiàn)象背后的機(jī)制，以潛在地確定這一途徑的某些部分可以被藥物控制或增強(qiáng)。他們還計(jì)劃測試這種保護(hù)措施是否也適用于病毒感染。
阿爾托說：“對(duì)這一過程進(jìn)行更深入的研究，可以給我們帶來操縱膽固醇代謝的新線索，從而增強(qiáng)對(duì)病原體的免疫力。”
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