脂肪结构成为防御机制,细胞运用脂肪滴包裹毒性蛋白质对抗细菌感染

为了随时抵御外来威胁,我们的身体运用各项机制保护健康。科学家最近又发现身体另一种防御机制──用脂肪滴包裹抗菌蛋白质,以对抗外来病原体。

真核生物的细胞构造包含各种胞器,通过这些胞器分工合作,才能维持各项细胞功能运行。举例还说,细胞核就相当于细胞的大脑,而脂肪滴(lipid droplets,LDs)则是细胞单层磷脂质分子包裹的微小油滴,提供细胞产生能量所需的物质。

细胞的脂肪滴大多附着在负责产生能量的线粒体表面,提供线粒体所需资源,让线粒体产生能量供给细胞。过去研究指出,有些特定的病原体,像是一些细菌或病毒,会截取这些附在线粒体上的脂肪滴,将资源夺取为自己所用。因此先前科学家普遍认为,这些脂肪滴是推动外来入侵感染的一环。但在不久前,一篇10月15日发布于知名科学期刊《Science》的研究提出不同的看法。

研究共同作者、澳洲昆士兰大学(The University of Queensland)生物科学所Robert Parton表示,虽然过去认为细菌只是以脂肪滴提供自身能量,但他们研究发现,这些脂肪滴其实也参与了病原体与宿主细胞的攻防战。随着这项研究发布,《Science》接着发布的评论提到,更早之前,科学家发现果蝇体内注入微生物,会让果蝇产生带有抗菌活性的脂肪滴。为了要知道这种机制在哺乳类动物身上是否也会发生,Parton和研究团队设计实验为小鼠注射脂多糖,也就是一种细菌产生的毒素。结果发现,细菌产生的毒素进入小鼠体内后,刺激小鼠肝脏产生更多脂肪滴,原本就有的脂肪滴也比注射前更大。

脂肪滴130年前就发现存在各种真核细胞

毒素影响的细胞内,细胞脂肪滴内会包裹数百种抗病毒及抗菌的蛋白质。除此之外,研究团队也发现这些受到毒素影响的细胞脂肪滴脱离了线粒体,并向细菌毒素靠近。

Parton表示,研究结果显示脂肪滴在细胞内也能扮演火药库的角色,细胞产生的毒性蛋白质会包裹在脂肪滴内,然后送向入侵的病原体。这样的新发现能帮助我们更了解细胞的自我保护机制,了解如何运用脂肪滴为武器,让我们对抗病原体感染时有更新的见解。

研究团队在另一种巨噬细胞也观察到同样现象。巨噬细胞是一种白血球,在免疫系统负责侦测和消灭受感染的细胞。研究团队发现巨噬细胞接收细菌产生的毒素后,也会有更多更大的脂肪滴聚集。因此,Parton研究团队接着将继续研究脂肪滴如何针对细菌攻击。Parton表示,通过了解人类身体如何自我防御,我们才能以此为基础,更进一步研发不需依赖抗生素的新治疗方法,对抗具抗药性的细菌感染。

虽然科学家才刚发现这通过脂肪滴的细胞防御机制,但其实这些微小的脂肪滴早在130年前就在各种真核细胞找到。

美国田纳西州St. Jude儿童研究医院的免疫科主任Douglas Green评论指出,找到脂肪滴或其他细胞胞器的新功能,以及在细胞各项机制扮演的角色令人兴奋,这也代表我们能从脂肪滴研究找到很多先前不知道的事。

(首图来源:shutterstock)

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