Cell：解析細胞的防御系統

日期：2012-04-24 08:34:37

近期來自麻省總醫院的研究小組在新研究中發現動物利用了一個我們從前未知的系統對病原體及毒素進行檢測并作出響應。并證實破壞動物細胞這一系統的核心功能將引發免疫和解毒反應，以及行為改變。研究論文發表在4月13日《細胞》（Cell）雜志上。

論文的資深作者、麻省總醫院分子生物學系Gary Ruvkun 博士說：“通過這一新發現的系統來觀察大量的疾病將最終使我們對毒素和細菌的異常應答導致的疾病進行重新解讀。盡管這些初步研究是在線蟲中完成，我們已經確定大量的調控因子也同樣存在于人類中。”

在這篇文章中，Ruvkun實驗室的研究人員Justine Melo博士借助RNA干擾發現參與細胞核心功能（包括mRNA在核糖體上翻譯為蛋白質，或線粒體能量生成）的細胞元件失活不僅可導致線蟲生長和生殖終止，還可誘導動物遠離它們喜歡的大腸桿菌。這些失活的元件中有幾個已知是一些細菌和真菌生成的化學或蛋白毒素的靶標。Melo 和 Ruvkun證實當使線蟲接觸到添加有幾種天然化學毒素的大腸桿菌時，線蟲也會表現出相同的厭惡行為。

Melo和 Ruvkun在隨后的實驗中證實這些核心細胞元件的失活誘導了一些已知參與先天免疫系統特異性毒素和病原體免疫應答的基因的表達，甚至在沒有毒素或病原體存在的時候。研究人員認為觀察到的這種線蟲行為反應與其他動物在感覺不適時（無論食物是否是疾病之源）的不思飲食非常相似。他們指出這個重要細胞監控系統不只會對存在的毒素，還會廣泛地對毒素生成的基本活動紊亂作出應答，從而抵御從前未曾遇到的病原體，直接監控這些核心元件可使得對未知的毒素作出早期檢測和應答。

科學家們預言動物免疫系統會對細菌的毒素效應作出應答，已有一段相當長的時間。然而卻缺乏足夠的實驗數據來支持這一假說。新研究清楚地顯示線蟲可以檢測到蛋白質合成的紊亂，引起強烈的免疫反應，這與它們是否受到病原體攻擊無關。

Ruvkun指出一些對病原體和毒素作出應答的遺傳信號有可能在許多人類疾病中也非常重要。對病原體生成毒素應答的個體差異可用來解釋失控的炎癥、敗血癥導致的器官衰竭和中毒性休克。開發靶向這一信號通路的藥物有可能幫助對抗這些潛在的致命性的反應。此外，這些信號的激活也有可能是惡心的潛在機制。惡心是藥物開發和當前臨床治療例如化療藥物存在的一個重要問題。

“遺傳分析毒素檢測和信號生成的機制或可在線蟲和人類中鑒別出新的內分泌信號通路。進一步的研究或揭示這些內分泌信號與人類藥物反應的相關機制。此外，鑒別這些厭惡行為的遺傳元件將引導我們去發現不適背后的內分泌機制，并找到新的方法去舒緩這種普遍的反應，”Ruvkun說。