Nature：免疫系統(tǒng)的“敵友”識(shí)別策略
日期：2013-04-03 08:55:16
來自加州大學(xué)戴維斯分校的研究人員在新研究中揭示了，先天免疫系統(tǒng)是如何區(qū)別危險(xiǎn)病原體和友好微生物的。就像竊賊入屋的方式一樣，惡意細(xì)菌強(qiáng)行進(jìn)入到細(xì)胞中，因而使得自己顯出原形。而傳感蛋白即刻檢測(cè)到入侵，會(huì)觸發(fā)報(bào)警，動(dòng)員先天免疫反應(yīng)。對(duì)于免疫的新認(rèn)識(shí)會(huì)幫助研究人員找到治療炎癥性疾病的新靶點(diǎn)。這一研究論文發(fā)表在3月31日的《自然》（Nature）雜志上。
免疫系統(tǒng)要執(zhí)行許多困難的任務(wù)，包括區(qū)分細(xì)胞和微生物。機(jī)體內(nèi)，尤其是消化道中存在有萬億的有益微生物，免疫系統(tǒng)也必須將它們與危險(xiǎn)病原體區(qū)分開來。
“微生物寄居在我們的身體中。實(shí)際上，人體內(nèi)的細(xì)菌比細(xì)胞要多得多。一方面，免疫系統(tǒng)不能對(duì)這些有益微生物產(chǎn)生過度反應(yīng)。另一方面，當(dāng)病原體入侵時(shí)它必須做出敵對(duì)反應(yīng)，”論文的資深作者、加州大學(xué)戴維斯分校醫(yī)學(xué)微生物學(xué)和免疫學(xué)教授及研究副主席Andreas Bäumler說。
區(qū)別致病細(xì)菌和有益細(xì)菌的關(guān)鍵在于它們的目標(biāo)存在差別。普通消化細(xì)菌滿足于寄居在腸道中，而它們更具毒力的表親則必須闖入細(xì)胞中才能生存。沙門氏菌通過激活一些酶，重排細(xì)胞骨架中的肌動(dòng)蛋白而實(shí)現(xiàn)這一目的。幸運(yùn)地是，細(xì)胞內(nèi)蛋白可以感知這些活性酶，導(dǎo)致快速的免疫反應(yīng)。
在新研究中，研究人員在細(xì)胞系和動(dòng)物模型中對(duì)一種沙門氏菌進(jìn)行了研究，確定了先天免疫系統(tǒng)選擇細(xì)菌進(jìn)行攻擊的機(jī)制。沙門氏菌利用一種像分子注射器一樣的分泌系統(tǒng)，將諸如SopE等致病蛋白注入到細(xì)胞中。SopE激活人類GTPase酶RAC1和CDC42，破壞周圍的肌動(dòng)蛋白，使得細(xì)菌侵入。
然而破門而入會(huì)引發(fā)一系列的后果。一種稱作NOD1的蛋白，能感知活性GTPase酶，并識(shí)別它們的致病特性，發(fā)出警報(bào)，向RIP2等其他的蛋白發(fā)送信號(hào)，告知細(xì)胞處于危險(xiǎn)之中。最終，這一信號(hào)傳導(dǎo)到NF-κB蛋白，這一轉(zhuǎn)錄因子會(huì)指示基因組啟動(dòng)一種免疫反應(yīng)，激活與炎癥、中性粒細(xì)胞和其他免疫功能相關(guān)的基因。
盡管此前人們猜測(cè)，GTPase激活可能觸發(fā)了一種免疫反應(yīng)攻擊細(xì)菌。但在這項(xiàng)研究之前，沒有人確定這一信號(hào)通路通向了NF-κB。這些研究結(jié)果有些令人感到驚訝，是因?yàn)榇饲把芯咳藛T對(duì)NOD1進(jìn)行過深入的研究，這使得他們認(rèn)為已沒有可進(jìn)一步揭示的秘密。沒有人想到，它在向先天免疫系統(tǒng)發(fā)出細(xì)胞遭受攻擊的警報(bào)上發(fā)揮如此重要的作用。
這些研究結(jié)果有可能幫助研究人員找到對(duì)抗炎癥性疾病的新靶點(diǎn)。例如，眾所周知NF-κB與多種疾病，如炎癥性腸病、關(guān)節(jié)炎、白血病以及其他一些疾病相關(guān)。通過了解激活炎癥的信號(hào)通路，科學(xué)家們和臨床醫(yī)生可以開發(fā)出抑制它的方法。
Bäumler說：“因?yàn)樗拗髡J(rèn)為存在一種感染，這些信號(hào)通路有可能被錯(cuò)誤激活。了解這些信號(hào)通路以及它們的激活機(jī)制，對(duì)于控制它們至關(guān)重要。”
