人體無時無刻面臨著被細菌和毒素侵襲的風險,好在我們體內有足夠強的免疫機制,可以抵禦它們的“進攻”。但對於那些免疫力較低下的病患而言,如何才能更好地實現這一點呢?
破壞宿主細胞質膜的成孔毒素的產生,是細菌病原體(如耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌(MRSA)1,2,3)的常見“抗毒”策略。但是,尚不清楚宿主物種是否具有能夠在感染過程中,形成抵禦毒素的先天免疫機制。
此前研究表明,自噬蛋白ATG16L1對於保護編碼α-毒素4的MRSA菌株是必需的。α-毒素4是一種成孔毒素,與多種靶細胞和組織的表面上的金屬蛋白酶ADAM10結合。
自噬通常涉及將胞質物質靶向溶酶體進行降解,而幸運的是,細胞會分泌被稱為外吐小體的囊泡,它們會吸收細菌毒素,避免其攻擊細胞外膜,為其他免疫反應爭取時間。研究人員們在此次研究中,證明了ATG16L1和其他ATG蛋白通過在外泌體(內體來源的細胞外囊泡,稱為exosome)上釋放ADAM10介導了針對α毒素的保護作用。
3月4日,這一研究發表在國際頂級期刊《自然》(Nature)上,題為“Decoy exosomes provide protection against bacterial toxins”。
這一過程中,細菌DNA和CpG DNA誘導人細胞以及小鼠分泌了帶有ADAM10的外泌體。轉移的外泌體通過充當可以結合多種毒素的清除劑,在體外保護宿主細胞,並提高了感染了MRSA的小鼠的體內存活率。實驗中,感染MRSA後,接受外吐小體注射的小鼠存活壽命和數量增加了一倍。
這些發現表明,ATG蛋白在感染後介導了以前未知的防禦形式,促進了外泌體的釋放,該外泌體是細菌產生的毒素的誘餌。這項研究也因此為設計人工疫苗、抵抗細菌感染提供了新的思路。
參考來源:Decoy exosomes provide protection against bacterial toxins
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2066-6
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