紐約大學格羅斯曼醫學院的科學家在人和動物細胞中發現了一種“誘餌”機制，可以保護它們免受細菌等外來入侵者釋放的潛在危險毒素的傷害 。暴露於細菌的細胞會釋放出微小的、蛋白包裹的囊泡，稱為外泌體，它們像誘餌一樣與細菌毒素結合並中和其作用，有助於保持細胞安全。文章於3月4日在線發表在《Nature》雜誌上。
https://doi.org/10.1038/s41586-020-2066-6
破壞宿主細胞質膜的成孔毒素的產生是細菌病原體（如耐甲氧西林的金黃色葡萄球菌，MRSA）的常見毒力策略，但尚不清楚宿主是否具有能夠在感染過程中中和成孔毒素的先天免疫機制。先前的研究已顯示了細菌毒素在感染過程中如何與細胞結合，自噬蛋白ATG16L1對於保護編碼α-毒素的MRSA菌株是必需的，α-毒素是一種成孔毒素，與多種靶細胞和組織的表面上的金屬蛋白酶ADAM10結合。
這項新研究證明了ATG16L1和其他ATG蛋白通過在外泌體上釋放ADAM10介導了針對α-毒素的保護作用，細菌DNA和CpG DNA誘導分泌帶有ADAM10的外泌體充當結合多種毒素的清除劑，在體外保護宿主細胞，並提高了感染MRSA的小鼠的體內存活率。
電子顯微鏡圖像顯示“外泌體”（黃色）吸收了細菌（藍色）釋放的毒素（紫色），該細菌正試圖殺死人的肺細胞（綠色）。圖片來源：Nature
研究人員將MRSA注射到健康小鼠體內，通過注射從感染相同細菌的小鼠體內提取的外泌體來增強小鼠的體質，從而使其壽命延長至兩倍，而僅注射MRSA的小鼠全部死亡。在小鼠和人類細胞的其他實驗中，當外泌體的生成被化學和/或遺傳阻斷時，細胞全部死亡，證明了這些外泌體在細胞存活中所起的關鍵作用。
外泌體可抵抗細菌毒素
研究人員稱，這種細胞防禦系統在包括人類在內的哺乳動物中很常見，並且可能有助於解釋為什麼多達五分之一的美國人的身體上存在MRSA，卻只有不超過萬分之一死於感染。外泌體的作用就像海綿，可以在一段時間內阻止毒素攻擊細胞，這種防禦機制也為其他廣泛公認的免疫防禦機制（例如細菌攻擊性T細胞或抗體）贏得了一些時間，來直接對抗感染。
這一研究結果不僅增加了哺乳動物抵抗感染的知識，而且還提出了增強免疫系統的新策略，可以通過向體內注射人造外泌體以吸收毒素或通過增加外泌體的產生來增強人體的防禦能力。
End
[1] Decoy exosomes provide protection against bacterial toxins
[2] Decoy exosomes provide protection against bacterial toxins
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