加州大學戴維斯分校的研究人員發(fā)現(xiàn)，先天防御系統(tǒng)的關(guān)鍵組分防御素HD6能與微生物表面結(jié)合，形成“納米網(wǎng)”包裹微生物并使其失活，從而保護小腸細胞防止微生物入侵。文章發(fā)表在6月22日的Science雜志上。

該研究描述了一種全新的防御素作用機制。防御素是白細胞循環(huán)防御機制的一類分子，能保護細胞抵御入侵病原體，并調(diào)節(jié)有益微生物在細胞表面定殖。HD6水平或功能缺陷會引起炎癥性腸病，而這一研究為治療炎癥性腸病尤其是Crohns病提供了重要信息。

防御素defensins是一些結(jié)構(gòu)相關(guān)且具有抗生素活性的小多肽家族，在植物和動物體內(nèi)廣泛存在。人體內(nèi)存在六種不同的alpha-defensins，其中位于小腸壁的特異性分泌細胞Paneth細胞分泌產(chǎn)生HD5和HD6。HD5的抗菌能力廣為人知，而HD6的功能此前還不為人知。Paneth細胞富含防御素的分泌物與小腸干細胞一同維持機體內(nèi)的微生物平衡并負責小腸細胞表面的更新。

研究人員在小腸上皮細胞和轉(zhuǎn)基因小鼠模型中對HD6的生物活性進行了研究。研究人員本以為HD6會像其他alpha-defensin那樣，通過在微生物膜上打洞來殺死病原體，研究卻顯示HD6并不殺死細菌、真菌或寄生蟲。

研究人員隨后對實驗數(shù)據(jù)進行了仔細的分析，發(fā)現(xiàn)當在細菌或真菌懸液中加入HD6時，溶液中會形成白霧或白色沉淀物。而且HD6雖然不殺死病原菌，但能保護轉(zhuǎn)基因小鼠免于致死性的感染。

研究人員通過surface plasmon resonance表面等離子體子共振技術(shù)對HD6分子進行了實時檢測，發(fā)現(xiàn)HD6分子在微生物表面結(jié)合細菌蛋白，并進行自我組裝形成纖維和納米網(wǎng)。

研究人員還發(fā)現(xiàn)4個HD6分子結(jié)合在一起形成進一步裝配為纖維和網(wǎng)絡的基石。對HD6進行X射線晶體結(jié)構(gòu)研究，發(fā)現(xiàn)HD6分子histidine-27的氨基酸殘基改變，會使HD6失去形成四聚體的能力，不能形成納米網(wǎng)，從而失去抑制病原體入侵的能力。說明histidine-27是HD6分子進行自組裝的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)組分。

這一研究說明HD6在機體先天免疫系統(tǒng)中具有獨特作用，能結(jié)合微生物表面并自組裝成為纖維網(wǎng)包裹細菌、真菌和原生寄生蟲等病原體，從而賦予小腸強大而廣譜的防御機制。這一成果能幫助科學家對炎癥性腸病尤其是Crohns病進行研究和治療。