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)別危險病原體和友好微生物的。就像竊賊入屋的方式一樣，惡意細菌強行進入到細胞中，因而使得自己顯出原形。而傳感蛋白即刻檢測到入侵，會觸發(fā)報警，動員先天免疫反應(yīng)。對于免疫的新認識會幫助研究人員找到治療炎癥性疾病的新靶點。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)分細胞和微生物。機體內(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病原體區(qū)分開來。

“微生物寄居在我們的身體中。實際上，人體內(nèi)的細菌比細胞要多得多。一方面，免疫系統(tǒng)不能對這些有益微生物產(chǎn)生過度反應(yīng)。另一方面，當病原體入侵時它必須做出敵對反應(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)別致病細菌和有益細菌的關(guān)鍵在于它們的目標存在差別。普通消化細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胞中才能生存。沙門氏菌通過激活一些酶，重排細胞骨架中的肌動蛋白而實現(xiàn)這一目的。幸運地是，細胞內(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，研究人員在細胞系和動物模型中對一種沙門氏菌進行了研究，確定了先天免疫系統(tǒng)選擇細菌進行攻擊的機制。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胞中。SopE激活人類GTPase酶RAC1和CDC42，破壞周圍的肌動蛋白，使得細菌侵入。

然而破門而入會引發(fā)一系列的后果。一種稱作NOD1的蛋白，能感知活性GTPase酶，并識別它們的致病特性，發(fā)出警報，向RIP2等其他的蛋白發(fā)送信號，告知細胞處于危險之中。最終，這一信號傳導(dǎo)到NF-κB蛋白，這一轉(zhuǎn)錄因子會指示基因組啟動一種免疫反應(yīng)，激活與炎癥、中性粒細胞和其他免疫功能相關(guān)的基因。

盡管此前人們猜測，GTPase激活可能觸發(fā)了一種免疫反應(yīng)攻擊細菌。但在這項研究之前，沒有人確定這一信號通路通向了NF-κB。這些研究結(jié)果有些令人感到驚訝，是因為此前研究人員對NOD1進行過深入的研究，這使得他們認為已沒有可進一步揭示的秘密。沒有人想到，它在向先天免疫系統(tǒng)發(fā)出細胞遭受攻擊的警報上發(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抗炎癥性疾病的新靶點。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：“因為宿主認為存在一種感染，這些信號通路有可能被錯誤激活。了解這些信號通路以及它們的激活機制，對于控制它們至關(guān)重要。”