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Science子刊:免疫细胞“呕吐”,阻止病原菌感染

2017/08/18 来源:生物探索
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导读
致命真菌入侵人体,会“绑架”白细胞,并将它们作为在机体内传播的“交通系统”,从而感染大脑。近期,科学家们发现,巨噬细胞存在一种呕吐机制——Vomocytosis,通过调控关键因子启动这一机制,我们有机会阻止病原体在机体内的大范围传播。


巨噬细胞应对入侵的病原体(图片来源:伯明翰大学)

8月16日,《Science Advances》期刊最新发表一篇文章“Vomocytosis of live pathogens from macrophages is regulated by the atypical MAP kinase ERK5”,揭示了一种阻止致命真菌“劫持”免疫细胞入侵大脑的方法。

来自于伯明翰大学、谢菲尔德大学、邓迪大学、曼彻斯特大学、鲁汶大学和哈佛医学院的科学家们完成这一研究。他们专注于隐球菌病(Cryptococcosis,),一种由在空气中传播的隐球菌属感染人类及其他动物造成的传染病。这一病原菌入侵会导致肺部感染,随后还有可能借助白细胞感染大脑。

Vomocytosis:巨噬细胞“呕吐”排出“劫持者”

通常,病原体入侵人体,巨噬细胞会启动防御体系,负责识别入侵的细菌或者真菌,消灭它们,并警告其他的免疫系统。但是,包括隐球菌病在内的疾病,病原体已经进化至“无畏”于白细胞,它们会通过“劫持”免疫细胞,将其作为“公共交通系统”,帮助它们自身在身体内传播。

很多白细胞能够“呕吐”出这些“劫持者”,这一机制被称为“vomocytosis”。但是,我们对于vomocytosis如何被控制却并不清楚。

现在,伯明翰大学微生物与感染研究所主任Robin May教授和团队试图解析白细胞识别、驱逐这些劫持者的机制。“如果我们能够开发出控制vomocytosis的方法,促进白细胞识别并释放病原体,那么我们将有机会阻止病原体的传播。这一理论不仅仅针对隐球菌病,还可以扩展至其他对人类健康构成重大威胁的侵入性病原体。” Robin May教授解释道。

小视频展示的是vomocytosis过程:原本被巨噬细胞吞噬在内的新生隐球菌(绿色),在数小时后,突然被释放出来。(视频来源:伯明翰大学的Robin May和英国谢菲尔德大学的Simon Johnston)

ERK5:帮助白细胞做出“明智”选择的关键分子

研究团队发现,白细胞用于控制vomocytosis过程的关键信号,筛选到一个特定的分子ERK5。ERK5是白细胞做出“明智”选择的关键分子——到底是释放出病原体更好、还是将它们长时间吞噬在胞内伺机消灭它们更有利?

May教授表示:“我们发现,抑制斑马鱼的ERK5,能够增加白细胞的呕吐率,从而防止致命真菌扩散至大脑中。”

研究人员希望借助这一研究,开发出针对这一过程的治疗方法,从而能够阻止感染、防止病毒从最初的入侵点扩散至其他部位。

参考资料:

Study identifies a new way to prevent a deadly fungal infection spreading to the brain

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