人类细胞利用洗涤剂清除细菌的能力

　　细胞和我们人类一样，会用一些清洁产品来抵挡细菌。
　　研究人员发现，一种在身体大部分部位制造的分子会像洗涤剂攻击油性污渍一样清除入侵细菌。
　　这个杀手清洁工蛋白被称为APOL3，它通过溶解细菌膜来阻止感染。这是由霍华德·休斯医学研究所研究员约翰·麦克米克和他的同事研究发现的。他的团队对会导致食物中毒的沙门氏菌和其他类似的微生物进行了蛋白质测试。
　　这项工作为人类细胞如何抵御感染提供了新的见解，这一过程被称为细胞自主免疫。虽然科学家知道细胞可以攻击细菌膜，但这项研究发现了一种具有类似洗涤剂作用的细胞内保护性蛋白质的第一个例子。
　　麦克米克希望这些发现有朝一日能够帮助人们开发新的治疗感染的方法。他说：＂在这种情况下，人类会以类似于洗涤剂的蛋白质的形式制造自己的抗生素。我们可以从中吸取教训。＂
　　冲破障碍
　　当涉及到保卫人体，免疫系统中的细胞作为专职的细胞保镖。但是动员这些细胞的同样的警报信号也能激活普通公民。例如，一种叫做γ干扰素的信号，在组成我们组织和器官的非免疫细胞中加速了蛋白质的产生。但是科学家们对这些蛋白质如何帮助细胞对抗病原体知之甚少。
　　研究人员使用沙门氏菌侵入细胞的内部。沙门氏菌属于由两层膜结合的一类细菌。外细菌膜此时就像盔甲，保护内部细菌膜不受抗生素之类的威胁。
　　研究小组发现，干扰素伽马警报信号可以防止沙门氏菌从接管人类细胞，但研究人员不知道哪种蛋白质来拯救。麦克米克的团队对超过1.9万名人细胞基因，寻找可能编码保护性蛋白的基因。这项工作导致研究人员发现了APOL3，它得到了第二个分子GBP 1的帮助，可能还有其他分子。利用高分辨率显微镜和其他技术，研究小组拼凑出了一种机制：gpp 1破坏细菌的外膜，从而使APOL3能够打破内膜--杀死细菌的＂妙招＂。
　　像洗涤剂一样，APOL3拥有被水吸引的部件和被油脂吸引的部件。这些部件不但不能去除织物上的污垢，还可以去除细菌内部的大块污垢。膜它是由脂类分子组成的。
　　这个过程必须是高度选择性的，麦克米克说，因为APOL3需要避免攻击人类细胞本身的膜。研究小组发现，APOL3可以避免胆固醇(细胞膜的主要成分)，而是针对细菌青睐的独特脂类。
　　R. Gaudet et al./Science 2021
　　新的辩护人
　　APOL3可能在许多单元格的工具箱中。麦克米克的研究小组显示，它能保护血管和肠道内的细胞。由于APOL3出现在各种身体组织中，科学家认为它提供了广泛的保护。
　　在更多的证据证明了身体中的任何细胞都可能是免疫系统的一部分，＂威尔康奈尔医学院(Weill Cornell Medical College)研究宿主-病原体相互作用的卡尔·内森(Carl Nathan)说，他没有参与这项研究。他指出：＂它还增加了一个新的例子，说明生物相互残杀的有限方式之一。＂
　　不管是穿孔，中毒，还是饥饿病原体，免疫系统已经开发出了几种杀死威胁细胞的方法。内森说，APOL3加入了已知的致命破坏膜的机制。
　　研究人员仍有很长的路要走，才能将这一发现应用于治疗感染的治疗。但是，破解人体的防御系统可以为人类提供对抗微生物的新工具，这些微生物正逐渐演变成阻止常规抗生素的方法。例如，拨通细胞清洁剂和身体用来杀死细菌的其他设备，可以帮助补充自然免疫反应。
　　更多内容：＂A human apolipoprotein L with detergent-like activity kills intracellular pathogens＂ Science (2021). science.sciencemag.org/cgi/doi … 1126/science.abf8113