研究人员发现,肠道中的一种特殊蛋白质正在对抗细菌扩散的重要战斗中发挥作用。通过多种保护作用,这种蛋白质未来可能用于治疗炎症性肠病等疾病。
这种蛋白质intelectin-2对科学家来说并不陌生,但它在胃肠道(GI)道中的作用一直不明确。Intelectin-2属于一类称为凝集素的蛋白质,通过与特定糖分子结合发挥作用。
由麻省理工学院(MIT)研究人员领导的一个团队现在发现,intelectin-2通过两种方式发挥作用:首先,它连接胃肠道内壁的粘液分子,强化保护肠道组织的粘液屏障。
但如果屏障出现破损,intelectin-2也能识别并捕获多种细菌细胞,抑制其生长或彻底消灭它们。
因此,intelectin-2的作用是结合防御和进攻活动来保护身体健康。
"值得注意的是,intelectin-2以两种互补的方式运作,"麻省理工学院化学家劳拉·基斯林(Laura Kiessling)表示。
"它有助于稳定粘液层,如果该屏障受损,它可以直中和或限制开始逃逸的细菌。"
研究人员使用多种技术来观察intelectin-2的活性。他们研究了小鼠组织、小鼠和人类的肠道细菌,以及在实验室中分离的人类和小鼠版本的蛋白质。
这些方法揭示intelectin-2靶向半乳糖,这是一种在粘液分子和某些细菌细胞表面的碳水化合物中发现的简单糖(包括与胃肠道感染相关的细菌)。
在intelectin-2结合并捕获微生物的情况下,细菌似乎会随时间分解,可能是因为该蛋白质破坏了它们的外膜。
更重要的是,intelectin-2中和的一些细菌已不同程度地对抗生素产生耐药性,这使得这些发现在药物开发方面更具价值。
这些细菌包括可引发败血症的金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus),以及引起肺炎和其他感染的肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)。
"Intelectin-2首先加强粘液屏障本身,然后如果该屏障被破坏,它可以控制细菌并限制其生长,"基斯林说。
科学家估计人类基因组中编码了200多种凝集素,因此需要继续研究它们如何影响细胞间通讯和免疫功能。
在对intelectin-2的这项研究之前,研究人员已将肠道中的intelectin-1与克罗恩病联系起来。因此,这些蛋白质似乎在保护肠道健康方面发挥着关键作用。
研究人员还指出,炎症性肠病患者的intelectin-2水平通常异常低或高。根据这项新研究,这可能表明粘液屏障修补不足,或者健康细菌正在被杀死。
intelectin-2操作的进攻和防御两方面在未来可能都有用,无论是通过开发模仿该蛋白质某些作用的药物,还是通过增强其在体内的自身能力。
这些凝集素是古老的动物蛋白质,被认为早于我们今天体内工作的更先进免疫系统。但这项研究表明它们不是钝器;它们在消灭危险细菌方面非常精确。
"利用人类凝集素作为对抗抗菌素耐药性的工具,开辟了一种从根本上新的策略,利用我们自身先天免疫防御,"基斯林表示。
"利用身体已经使用的蛋白质来保护自己免受病原体侵害是很有吸引力的,这也是我们正在追求的方向。"
这项研究已发表在《自然·通讯》上。
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