Science意外发现人体细胞“清洁剂”

免疫系统的特化细胞就像一群细胞保镖。但是，动员这些细胞的相同警报信号也可以激活普通公民。例如，一种称为干扰素 γ 的信号会促进构成我们组织和器官的非免疫细胞中的蛋白质生产。但科学家们对这些蛋白质如何帮助细胞对抗病原体知之甚少。

　　

细胞，像我们许多人一样，用清洁产品来抵御细菌。

研究人员发现，一种遍布身体大部分部位的分子会像清洁剂一样清除细菌。

来自霍华德休斯医学研究所研究员 John MacMicking领导的研究小组报告称，这种杀手清洁剂就是一种称为 APOL3的蛋白质，通过溶解细菌膜来阻止感染。他的团队在食物中毒细菌沙门氏菌上测试了这种蛋白质和其他类似的微生物。

相关研究成果公布在7月15日的Science杂志上。

MacMicking希望这一发现有朝一日能帮助开发新的感染治疗方法。耶鲁大学免疫学家 MacMicking 说：“在这种情况下，人类以蛋白质的形式制造自己的抗生素，就像洗涤剂一样。”

突破障碍

当谈到保护人体时，免疫系统的特化细胞就像一群细胞保镖。但是，动员这些细胞的相同警报信号也可以激活普通公民。例如，一种称为 γ-干扰素 的信号会促进构成我们组织和器官的非免疫细胞中的蛋白质生产。但科学家们对这些蛋白质如何帮助细胞对抗病原体知之甚少。

研究人员用沙门氏菌菌株感染了其中一些非免疫细胞，沙门氏菌会侵入细胞的内部，属于一类由两层膜包围的细菌。外层细菌膜就像盔甲一样，保护内层细菌膜免受抗生素等威胁。

研究小组发现，γ-干扰素警报信号可以阻止沙门氏菌接管人体细胞，但研究人员不知道是哪种蛋白质来拯救。 MacMicking 的团队筛选了 19,000 多个人类细胞基因，寻找可能编码保护性蛋白质的基因。这项工作使研究人员发现了APOL3，它从第二个分子 GBP1 和其他分子那里得到帮助。使用高分辨率显微镜和其他技术，该团队解析出了机制：GBP1 会破坏细菌的外膜，让APOL3 通过，从而破坏内膜——这是杀死细菌的“致命一击”，MacMicking 说。

就像洗衣粉等清洁剂一样，APOL3 的部分会被水吸引，部分会被油脂吸引。这些成分不是去除织物上的污垢，而是去除细菌内膜的大块，它由称为脂质的油脂分子组成。

MacMicking说，这个过程必须是高度选择性的，因为 APOL3 需要避免攻击人体细胞本身的细胞膜。研究小组发现，APOL3 避开了细胞膜的主要成分胆固醇，而是针对细菌喜欢的独特脂质。

新的保护工具

APOL3 似乎出现在许多细胞的工具箱中。 MacMicking 的团队证明它可以保护血管和肠道内的细胞。由于 APOL3 出现在多种身体组织中，科学家认为它提供了广泛的保护。

在非免疫细胞中发现这种类似洗涤剂的分子“为身体中的任何细胞都可以成为免疫系统的一部分的观点提供了更多证据，无论是穿孔、中毒还是使病原体挨饿，免疫系统已经开发出多种杀死威胁细胞的方法。 作者表示，APOL3 加入了已知会致命地分解膜的一组机制。

研究人员距离能够将这一发现应用于感染疗法还有很长的路要走。但是破译身体的防御能力可以为人类提供对抗微生物的新工具，这些工具正在不断发展，阻止传统抗生素的使用。 MacMicking说，例如，使用细胞清洁剂和其他用来杀死细菌的设备可以帮助补充自然免疫反应。

（生物通）

原文链接：

http://dx.doi.org/10.1126/science.abf8113

A human apolipoprotein L with detergent-like activity kills intracellular pathogens