黏液不仅是粘性物质，更富含名为黏蛋白的强大分子，能有效驯服微生物并预防感染。麻省理工学院研究人员在最新研究中发现，消化道黏液中的特定黏蛋白可抵御沙门氏菌及其他致腹泻细菌。
研究团队发现，名为MUC2的黏蛋白能关闭沙门氏菌用于侵入和感染宿主细胞的基因。这种瓶刷状聚合物由复杂糖链（糖类分子）附着在肽骨架上构成。"通过借鉴天然先天免疫系统的这一机制，我们希望开发预防腹泻的策略——甚至在症状出现前就阻断感染。该方法可为全球健康挑战提供低成本解决方案，每年能避免因生产力损失、医疗支出和人类痛苦造成的数十亿美元损失。"麻省理工学院生物工程学安德鲁与厄娜·维特比教授、该研究资深作者卡塔琳娜·里贝克表示。
麻省理工研究科学家凯尔西·惠勒和迈克尔·戈尔德为论文主要作者，研究发表于《细胞报告》期刊。
阻断感染机制
黏液覆盖人体大部分区域，形成物理感染屏障，但其功能不止于此。过去十年，里贝克团队已鉴定出能抑制霍乱弧菌、铜绿假单胞菌（可感染肺部及其他器官）和白色念珠菌的黏蛋白。
本研究聚焦消化道黏蛋白如何与沙门氏菌肠炎亚种相互作用——这种食源性病原体可通过生食、未煮熟食物或受污染水源引发疾病。沙门氏菌需借助III型分泌系统（T3SS）产生的蛋白质侵入宿主细胞，这些蛋白质均由沙门氏菌致病岛1（SPI-1）DNA片段编码。
研究人员发现，当沙门氏菌接触肠道中的MUC2黏蛋白时，细菌停止产生SPI-1编码的蛋白质，丧失感染能力。深入研究表明，MUC2通过关闭名为HilD的细菌调控蛋白实现该效果。当黏蛋白阻断HilD后，其无法再激活T3SS基因。
通过计算机模拟，团队证实糖链中的特定单糖（如N-乙酰葡糖胺和N-乙酰半乳糖胺）能附着于HilD蛋白的特定位点。但研究显示单糖本身无法关闭HilD——只有当糖链与黏蛋白肽骨架连接时才能实现该抑制作用。
研究还发现胃部存在的MUC5AC黏蛋白同样能阻断HilD。两种黏蛋白均可关闭其他食源性病原体的毒力基因，这些病原体同样以HilD作为基因调控开关。
黏蛋白的医学应用
里贝克及其团队计划探索合成黏蛋白的应用方式，以增强人体天然防御能力，保护胃肠道免受沙门氏菌等感染。其他实验室研究表明，在小鼠体内，沙门氏菌倾向于感染黏液屏障薄弱或缺失的胃肠道区域。
"沙门氏菌的免疫逃逸策略之一，是寻找无黏液区域进行感染。因此，我们可通过强化黏液屏障来保护这些薄弱区域。"惠勒解释道。合成黏蛋白的一种应用方式是将其添加至口服补液盐——这种电解质混合物用于治疗腹泻等胃肠道疾病引起的脱水。
另一潜在应用是将合成黏蛋白制成咀嚼片，在前往沙门氏菌高发地区旅行前服用。这种"暴露前预防"策略可显著减少因疾病导致的痛苦和生产力损失。惠勒强调："黏蛋白模拟物最适合作为预防手段，因为人体进化出的黏液本就是先天免疫系统的一部分，用于预防感染。"
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