微生物謀殺之謎解決了

稱為“殺手細(xì)胞”的免疫細(xì)胞靶向侵入人體細(xì)胞的細(xì)菌，但他們?nèi)绾斡行У刈龅竭@一點呢?細(xì)菌可以迅速產(chǎn)生對抗生素的抵抗力，但似乎它們并不那么容易逃避殺傷細(xì)胞。這使得研究人員開始對尋找殺傷細(xì)胞用于破壞細(xì)菌入侵者的確切機制感興趣。

雖然殺手細(xì)胞可以引發(fā)細(xì)菌死亡的一種方法是通過造成氧化損傷，但尚未完全理解殺傷細(xì)胞如何在沒有氧氣的環(huán)境中破壞細(xì)菌。

現(xiàn)在，研究人員第一次在殺滅微生物的行為中發(fā)現(xiàn)殺手細(xì)胞，觀察它們，因為它們系統(tǒng)地殺死了三種微生物：大腸桿菌和引起李斯特菌感染和結(jié)核病的細(xì)菌。無論環(huán)境是否含氧，該過程都會造成細(xì)菌細(xì)胞死亡。

他們在Cell上發(fā)表的研究結(jié)果顯示殺手細(xì)胞有條不紊地行動，將致命的酶射入細(xì)菌中，以“編程”完整的內(nèi)部分解和細(xì)胞死亡。

來自波士頓兒童醫(yī)院，Wistar研究所和密歇根大學(xué)(UM)的研究人員使用同樣系統(tǒng)的方法進行研究。

“我們采取了三種非常不同的細(xì)菌 - 看看哪些蛋白質(zhì)被殺傷細(xì)胞破壞 - 我們測量了它們受到攻擊之前，期間和之后的蛋白質(zhì)水平，”波士頓兒童蜂窩計劃博士，醫(yī)學(xué)博士Judy Lieberman說。和分子醫(yī)學(xué)(PCMM)，他是該研究的共同高級作者。

蛋白質(zhì)對生命至關(guān)重要，因為它們指導(dǎo)細(xì)菌需要生存的營養(yǎng)物質(zhì)和細(xì)胞機器的生產(chǎn)。

“每種細(xì)菌菌株都有大約3,000種蛋白質(zhì)，我們看到 - 在所有三種細(xì)菌中 - 大約5%到10%的蛋白質(zhì)被殺死細(xì)胞的死亡誘導(dǎo)酶(稱為顆粒酶B)削減，”利伯曼說。“如果你列出了細(xì)菌絕對需要存活的蛋白質(zhì)清單，這將是一個很小的清單 - 有趣的是，這似乎與顆粒酶B的命中清單相同。”

比抗生素更致命

為了傳遞顆粒酶B的致命一擊，殺手細(xì)胞尋找身體細(xì)胞表面的表面標(biāo)記，這可能表明細(xì)菌入侵者已經(jīng)在細(xì)胞內(nèi)停留。然后殺傷細(xì)胞鎖定在受感染的細(xì)胞上并使用酶在細(xì)胞表面形成一個小孔，通過它們注射粒酶B.一旦粒酶B進入細(xì)胞，它就會進入入侵細(xì)菌并基本上破壞細(xì)胞的關(guān)鍵蛋白質(zhì)生存以及它的核糖體，實際上是蛋白質(zhì)的細(xì)菌細(xì)胞機器。

“細(xì)菌的核糖體會崩潰并停止運作，”哈佛醫(yī)學(xué)院兒科學(xué)教授利伯曼說。

就好像細(xì)菌的內(nèi)部生命工廠不僅失去了它需要制造的部件的藍圖，而且還遭受了其裝配線的災(zāi)難性機械故障。

“通過發(fā)現(xiàn)殺滅細(xì)胞的細(xì)菌蛋白質(zhì)，'我們已經(jīng)確定了可能為新一類抗菌藥物鋪平道路的潛在治療靶點，”利伯曼建議道。

“我們現(xiàn)在面臨巨大的抗生素耐藥性危機，因為大多數(shù)治療結(jié)核病或李斯特菌等疾病的藥物或大腸桿菌等病原體無效，”來自密歇根大學(xué)的研究的共同資深作者Sriram Chandrasekaran博士說。，在新聞稿中。“因此，我們非常需要弄清楚免疫系統(tǒng)是如何發(fā)揮作用的。我們希望設(shè)計一種以類似方式追蹤細(xì)菌的藥物。”

重要的是，無論研究人員將細(xì)菌暴露于顆粒酶B多少次，細(xì)菌都不會對其致命攻擊產(chǎn)生抵抗力。細(xì)菌可以存活的唯一方法就是偽裝自己，這樣殺手細(xì)胞就不會“看到”它們并將顆粒酶B注入其中。

利伯曼正在尋找細(xì)菌可能逃避殺傷細(xì)胞的具體機制。她還在研究類似的“死亡途徑”如何在真菌和寄生蟲中起作用，例如導(dǎo)致瘧疾的那些。

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