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Science:“监听”细菌对话,体细胞与细菌“军备竞赛”的又一进化策略

近日,柏林马克斯·普朗克感染生物学研究所的研究人员发现,体细胞具有一种特殊受体,该受体不能识别细菌本身,但可以侦察细菌之间的通讯,以便调整免疫策略。该项研究结果发表在《Science》杂志上。

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DOI:10.1126/science.aaw1629

环境中存在许多机会性病原体,就这类病原体而言,其感染阈值特别高,只有当病原体以很高的数量出现形成致病物质时,才能发生很明显的致病效应。铜绿假单胞菌就是这样一类细菌,我们经常与之接触,它主要存在于水管、洗手盆等潮湿的地方,也可寄生于人体,机体抵抗力低下时,大量的假单胞菌会导致严重的疾病,如肺炎、脑膜炎、泌尿系统感染和败血症等。由于它对抗生素具有高度的抵抗力,因此由其引发的疾病很难治疗。

细菌发作的时机性源于一种称为“群体感应分子”的小分子,借此细菌可以进行相互交流。只有当细菌达到足够的密度时,才会产生致病物质和粘液分子,从而保护它们免受抗生素和机体自身免疫系统的侵害。

那么机体是否存在针对病原体发作的应对策略呢?通过对斑马鱼、小鼠和人类细胞铜绿假单胞菌感染过程的研究分析,研究人员发现,宿主体细胞能够借助芳烃受体(AhR)发现细菌之间的通讯。该受体监测群体感应分子,使体细胞能够发觉细菌何时准备攻击,从而可以在需要抵御这些病菌侵袭时激活免疫系统。

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宿主芳基烃受体(AhR)“监听”下的细菌通讯。


在监测的早期阶段,AhR处于被抑制状态,可以防止免疫防御的过早动员,节省宿主的能量。只有当细菌达到临界数量时,机体才会聚集防御所需的能量进行免疫防御过程。同时,这也有助于防止由免疫系统反应引起的附加损害。

这些研究结果说明了宿主AhR与细菌群体感应之间的反应机制,未来可以为一些感染性疾病中针对宿主的疗法铺设道路,不光针对感染类型,还可针对疾病的特定阶段进行相应的治疗方案的设置。


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