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总编辑圈点|像蜘蛛一样布网,免疫细胞协同合作捕食细菌

发布日期:2021-09-13  来源:中国科技网-科技日报  

    科技日报实习记者 张佳欣

    就像蜘蛛捕捉猎物一样,我们的免疫细胞也会协同合作,捕捉并“吃掉”细菌。据11日发表在《科学进展》杂志上的一项研究,美国范德堡大学医学中心研究人员发现了免疫细胞的抗菌新机制,有助于开发对抗金黄色葡萄球菌和其他病原体的新策略。

    人们已知中性粒细胞(迁移到感染部位的第一反应免疫细胞)可以自我毁灭并释放其蛋白质和DNA,从而产生中性粒细胞胞外杀菌网络(NETs)。此次,研究人员发现,NETs可以增强另一种免疫细胞——巨噬细胞的杀菌能力。

一个中性粒细胞(黄色)抛出网状组织(绿色)来捕获入侵的细菌(紫色),这些细菌正在攻击红细胞(橙色)。
图片来源:维基共享

     “中性粒细胞产生固定细菌的‘蜘蛛网’,而巨噬细胞就是吞噬并杀死细菌的‘蜘蛛’。”研究人员之一埃里克·斯卡尔博士说。

      葡萄球菌,尤其是抗药性葡萄球菌,是医院获得性感染、感染性心脏病以及皮肤化脓、软组织感染的主要原因。

      中性粒细胞和巨噬细胞都是吞噬细胞,以吞噬细菌,产生抗菌肽、活性氧和其他酶来对抗感染而闻名。斯卡尔说,NETosis被认为是一种程序性细胞死亡的形式,是最近发现的一种中性粒细胞抗菌策略。在NETs形成过程中伴随着中性粒细胞的死亡,被释放的DNA产生了一个粘性捕获网,里面布满了抗菌肽。

     研究人员使用在动物和体外模型系统中研究了NETs的生物学功能。他们发现,在隔离巨噬细胞的条件下,NETosis的增加并没有为中性粒细胞提供杀伤优势。但当巨噬细胞存在时,增加了被困在NETs中的葡萄球菌的吞噬作用以及中性粒细胞抗菌肽,NETs的形成增强了巨噬细胞的抗菌活性。

    斯卡尔表示,巨噬细胞最终不仅拥有自己的抗菌库,而且还拥有中性粒细胞的抗菌库,它们一起杀死细菌。增加的NETosis也促进巨噬细胞杀死肺炎链球菌和铜绿假单胞菌等其他细菌病原体。研究结果表明,中性粒细胞/NET-巨噬细胞协同作用是一种广泛使用的免疫防御机制。

    研究还表明,消除葡萄球菌中一种可以切割DNA的核酸酶,会使其对NET-巨噬细胞的杀伤更加敏感。这是因为,像葡萄球菌这样的细胞外病原体进化出了分泌核酸酶,从而可以从网中“杀出”一条路——砍掉“蜘蛛网”并逃脱。阻断核酸酶将使病原体更容易受到NETs的“伤害”,可能是一个很好的抗菌治疗策略。这种减弱毒力的方法将允许吞噬细胞和其他免疫细胞发挥作用,杀死细菌。

    目前,有关抗菌机制的药物都集中在直接杀死细菌而非减弱其毒力上,该发现或为研发新的抗菌药提供新思路。

    总编辑圈点:

    细菌、真菌、病毒等微生物无处不在,它们虽然身材微小,但对人类而言,有时甚至可能带来致命的风险。不过,在很多情况下,我们的身体能够抵御这些微生物的入侵,或者学会与之共存,这得感谢免疫系统起到的重要屏障功能。不言而喻,深入研究免疫系统对付微生物的具体机制,对于探索出更好的抗菌疗法或抗菌药物意义重大。

责任编辑: 常丽君
 
 
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