一種特殊的“誘餌”外泌體機(jī)制或能保護(hù)宿主抵御細(xì)菌感染

一篇發(fā)表在國(guó)際雜志Nature上的研究報(bào)告中，來(lái)自紐約大學(xué)等機(jī)構(gòu)的科學(xué)家們通過(guò)研究在人類和動(dòng)物細(xì)胞中發(fā)現(xiàn)了一種誘餌機(jī)制（decoy mechanism），其或能保護(hù)細(xì)胞免于諸如細(xì)菌等外來(lái)入侵物所釋放的危險(xiǎn)毒素；研究者表示，細(xì)胞經(jīng)常會(huì)暴露于細(xì)菌所釋放的微小、蛋白包被的特殊物質(zhì)中，即外泌體（exosomes），其就好像誘餌一樣與細(xì)菌毒素結(jié)合，比如MRSA（耐甲氧西林金黃色葡萄球菌）和白喉棒狀桿菌所產(chǎn)生的細(xì)菌毒素等。

毒素的吸收就能中和其作用并確保宿主細(xì)胞的安全，如果任毒素來(lái)回游蕩，其就會(huì)結(jié)合到細(xì)胞的外膜上，并在膜上打孔，從而殺死宿主細(xì)胞。本文研究結(jié)果表明，暴露于細(xì)菌的細(xì)胞會(huì)發(fā)生自行死亡，但只有在吸收毒素的外泌體存在時(shí)其才會(huì)存活；這種細(xì)胞防御系統(tǒng)在包括人類在內(nèi)的哺乳動(dòng)物中非常常見(jiàn)，這或許還能夠幫助解釋為何高達(dá)五分之一的美國(guó)人體內(nèi)存在以社區(qū)為基礎(chǔ)的MRSA，而只有很少人（不超過(guò)1/10000）會(huì)死于這種細(xì)菌性感染。

研究者Ken Cadwell說(shuō)道，外泌體就好像海綿一樣，其會(huì)抑制毒素攻擊細(xì)胞，同時(shí)沒(méi)有被吸收的毒素則會(huì)被截留在細(xì)胞膜內(nèi)，這種防御性機(jī)制也會(huì)為其它被廣泛認(rèn)可的免疫防御機(jī)制贏得一些時(shí)間，比如攻擊細(xì)菌的T細(xì)胞或抗體等，其會(huì)直接對(duì)抗感染。研究者表示，諸如細(xì)菌和病毒等引發(fā)疾病的病原體會(huì)靶向作用細(xì)胞的外膜，因此研究人員計(jì)劃通過(guò)更為深入的研究來(lái)調(diào)查是否存在類似的海綿樣的外泌體，同時(shí)是否能在其它感染過(guò)程中采取防御性的措施。

本文研究中，研究人員不僅闡明了哺乳動(dòng)物機(jī)體中抵御感染的機(jī)制，同時(shí)也提出了一種可能性的策略來(lái)增強(qiáng)宿主機(jī)體的免疫反應(yīng)，即通過(guò)注射人工外泌體樣的囊泡來(lái)吸收細(xì)菌毒素，或增強(qiáng)宿主機(jī)體外泌體的產(chǎn)生來(lái)增強(qiáng)免疫反應(yīng)過(guò)程。此前研究中，研究人員揭示了細(xì)菌毒素如何在感染期間與宿主細(xì)胞結(jié)合，一項(xiàng)早期研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，名為ATG16L1的特殊蛋白或許存在于長(zhǎng)期存活或感染期間存活的細(xì)胞中，然而，缺少ATG16L1的細(xì)胞都會(huì)死于感染；ATG16L1是一種細(xì)胞自噬蛋白，其作為一種關(guān)鍵分子參與到了包裹細(xì)胞廢棄物的過(guò)程中，以便這些廢棄物能被破碎并處理掉；研究者表示，外泌體在細(xì)胞外的作用反映了在細(xì)胞內(nèi)所觀察到的細(xì)胞自噬/ ATG16L1廢棄物清理途徑。

這項(xiàng)研究中，研究人員將MRSA注射到了小鼠體內(nèi)，通過(guò)注射從感染同一細(xì)菌的小鼠體內(nèi)提取的外泌體來(lái)增強(qiáng)小鼠自身的體質(zhì)，從而就能使得小鼠的壽命和存貨數(shù)量增加一倍，而注射了MRSA的正常小鼠全部發(fā)生了死亡。在對(duì)小鼠和人類細(xì)胞進(jìn)行的其它試驗(yàn)中，當(dāng)外泌體的產(chǎn)生被化學(xué)性或遺傳阻斷地話，細(xì)胞就會(huì)全部死亡，這就揭示了外泌體在細(xì)胞生存過(guò)程中所扮演的關(guān)鍵角色。