Science：重磅！发现肠道细胞抵抗细菌感染的后备免疫防御通路

来源：作者：人气：-发表时间：2017-08-07 10:09:00【大中小】

调节一种被称作自噬的细胞循环系统的基因经常在克罗恩病（Crohn's disease）患者中发生突变，但是自噬与炎症性肠病之间存在的关联仍然是未知的。

如今，在一项新的研究中，来自美国德州大学西南医学中心、麻省总医院和布罗德研究所的研究人员在小鼠中发现一种后备的抗病原体系统利用细胞中的自噬复合体运送蛋白武器到前线（即细胞表面）来抵抗细菌攻击。相关研究结果于2017年7月27日在线发表在Science期刊上，论文标题为“Paneth cells secrete lysozyme via secretory autophagy during bacterial infection of the intestine”。论文通信作者为德州大学西南医学中心免疫学系主任、霍华德-休斯医学研究所研究员Lora Hooper博士。

发现肠道细胞抵抗细菌感染的后备免疫防御通路
图片来自Nephron/Wikipedia。

Hooper说，“这是首个例子说明这种替代通路在动物体内用于免疫防御。”

美国疾病控制与预防中心（CDC）估计，大约有300万美国居民患上炎症性肠病（包括克罗恩病和溃疡性结肠炎），其中克罗恩病患者和溃疡性结肠炎患者大约各占一半。这两种疾病的特征是慢性胃肠道炎症。

论文第一作者、Hooper实验室博士后研究员Shai Bel博士说，这项研究的重要意义在于理解肠道中的复杂的动态的生态系统。

Bel说，“我们的肠道充满着几万亿个细菌，它们通过协助我们消化食物提供着大量益处，但是一旦侵入我们的组织，它们也能够导致疾病。为了让有益的细菌保持在一个安全的距离，肠道内壁上的细胞产生抗菌蛋白（包括溶菌酶）。这些抗菌蛋白是细胞表面上的微小武器，被用来靶向和杀死入侵肠道细胞的细菌。”

他继续说道，危险的细菌，比如导致食物中毒的那些细菌，产生先进的武器系统，旨在克服第一道防线。他补充道，在这项研究中观察到的这种后备通路似乎强化细胞表面上的防线。

经典的自噬是细胞用来降解和循环使用不需要组分的一种细胞循环系统。尽管这项研究中观察到的这种后备防御系统并不是经典自噬通路的一部分，但是它似乎使用了自噬复合体的一些组分。Hooper说，“在第一道防线失败之后，这种替代通路利用经典的自噬复合体运送抗菌蛋白武器到肠道细胞表面上。”

为了研究这种后备防御系统，这些研究人员使用了麻省总医院合作者们通过基因改造而具有在很多克罗恩病患者观察到的基因突变的小鼠，随后让它们接触沙门氏菌（一种食源性致病菌）。

Hooper说，“当来自正常的野生型小鼠的肠道细胞遇到沙门氏菌时，它们的抗菌蛋白武器通过这种迂回的或者说后备的通路进行运送，成功地到达细胞表面上的防线。在携带这种克罗恩病突变的小鼠体内，这种迂回通路受到阻断，不能够杀死细菌。与我们的发现相一致的是，我们的合作者们发现当接触另一种食源性致病菌时，这些小鼠病得更重。”

这些研究人员观察到这些小鼠肠道内壁上的异常类似于在克罗恩病患者的细胞中发现的蛋白包装异常。然而，Hooper强调到，克罗恩病是一种复杂的疾病，而且这项研究并未涉及任何人体实验。

她说，“理解克罗恩病患者发生什么和突变在这种后备防御系统中发挥的作用将需要开展更多的研究。我们认为这项研究有助更好地理解克罗恩病患者肠道内壁中发生什么差错。时间会证明一切。”

文章来源

Shai Bel, Mihir Pendse, Yuhao Wang et al. Paneth cells secrete lysozyme via secretory autophagy during bacterial infection of the intestine. Science, Published online:27 Jul 2017, doi:10.1126/science.aal4677


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