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《科學(xué)》:細(xì)胞里的油滴竟是免疫關(guān)鍵
作者: 本站 來源: 本站 時間:2021年01月08日 留言
原創(chuàng) 代絲雨 奇點網(wǎng)
說起脂肪、油,不管是真實的肥肉還是人到中年的油膩,給人的感覺可能都不是太好,恨不得除之后快。
不過油脂本身沒有罪過,它的高熱量特性能夠為機體儲存大量的能量,是細(xì)胞關(guān)鍵的營養(yǎng)來源;同時,油脂也身扛免疫大旗,能夠成為先天免疫的核心。
不不不,這回說的不是勇猛可愛的脂肪細(xì)胞,而是我們細(xì)胞內(nèi)的那些脂質(zhì)滴(LDs)。
近期,一項發(fā)表在《科學(xué)》雜志上的新研究成果為我們揭示了細(xì)胞內(nèi)脂質(zhì)滴的關(guān)鍵免疫功能。脂質(zhì)滴一方面能夠通過調(diào)控線粒體功能改變代謝環(huán)境,一方面可以募集多種先天免疫蛋白,由此構(gòu)成了先天免疫的關(guān)鍵![1]今天要說的脂質(zhì)滴,本質(zhì)上其實就是一滴“油”,不過它有非常豐富的功能,首先就是作為一大營養(yǎng)來源,能夠促進線粒體的β氧化,為機體提供能量。
不僅機體依賴脂質(zhì)滴提供能量,外來入侵的病原體也是會盯上這個令人垂涎的資源庫。已經(jīng)有很多研究發(fā)現(xiàn),在多種寄生蟲、致病細(xì)菌以及病毒的生命周期中,都存在靶向脂質(zhì)滴行為。目前科學(xué)家們普遍認(rèn)為,脂質(zhì)滴會通過給入侵者提供生存基礎(chǔ)來支持感染。
不過,細(xì)胞會就這樣傻看著自家的資源被掠奪嗎?
在漫長的進化中,逐漸出現(xiàn)了有效的防御機制,有研究證據(jù)表明,脂質(zhì)滴很有可能就積極參與了先天免疫。自己當(dāng)誘餌自己殺敵,真的是很能!
那么這一滴油具體做了些什么呢?
研究者們首先嘗試驗證了一下脂質(zhì)滴是否真的能夠協(xié)助抗菌。他們通過脂多糖(LPS)激活小鼠肝細(xì)胞,并提取脂質(zhì)滴觀察它們對大腸桿菌感染細(xì)胞的影響。
在脂多糖激活免疫之后,可以觀察到細(xì)胞中脂質(zhì)滴的數(shù)量明顯增加了,雖然個頭是比對照組小了一點。而這些脂質(zhì)滴可以明顯抑制大腸桿菌的生長繁殖。經(jīng)過LPS激活的脂質(zhì)滴能夠更好地抑制大腸桿菌增殖
再進一步通過顯微鏡觀察,可以看到脂質(zhì)滴和細(xì)菌們頻繁親密接觸,顯然脂質(zhì)滴親力親為地參與了抗菌行動。可以看到脂質(zhì)滴(綠)與細(xì)菌(藍(lán))親密接觸
研究者分析了與脂質(zhì)滴相關(guān)蛋白表達(dá)的變化,確定了689種蛋白,其中317種水平增加,372種的表達(dá)水平降低了。從功能上看,上調(diào)的蛋白主要與炎癥反應(yīng)有關(guān),下調(diào)的蛋白則與脂質(zhì)滴和線粒體相互作用有關(guān)。
其中尤其值得關(guān)注的是一組脂質(zhì)滴表面蛋白PLIN。
在PLIN家族的5個成員中,PLIN5是唯一一種LPS刺激后下調(diào)的蛋白。研究者發(fā)現(xiàn),PLIN5負(fù)責(zé)的其實是讓脂質(zhì)滴和線粒體相聚。當(dāng)通過病毒轉(zhuǎn)染使細(xì)胞高表達(dá)PLIN5,脂質(zhì)滴與線粒體的接觸明顯增加了。
線粒體本身是先天免疫的關(guān)鍵細(xì)胞器,脂質(zhì)滴接觸線粒體可以給線粒體提供脂肪酸,促進氧化磷酸化。但是在免疫激活的情況下,先天免疫細(xì)胞其實更需要糖酵解、減少氧化磷酸化的。
所以,當(dāng)免疫開始,PLIN5表達(dá)下調(diào),其實是促進了脂質(zhì)滴和線粒體的解耦聯(lián),為免疫大戰(zhàn)開啟了一個更有利的代謝環(huán)境。可見綠色熒光標(biāo)記的PLIN5
另外一個值得關(guān)注的PLIN家族成員是PLIN2。研究者分析了脂質(zhì)滴相關(guān)的蛋白網(wǎng)絡(luò),發(fā)現(xiàn)很多已知的免疫蛋白都與PLIN2關(guān)系緊密,其中包括抗寄生蟲蛋白IGTP、抗病毒蛋白viperin、好幾種GTPase以及廣譜抗菌肽CAMP。由此可以知道,PLIN2實際上是免疫蛋白們的集結(jié)號,可以召喚它們在脂質(zhì)滴表面集合。在脂質(zhì)滴周圍發(fā)現(xiàn)了大量的抗菌蛋白
當(dāng)細(xì)胞過量表達(dá)脂質(zhì)滴相關(guān)的CAMP,細(xì)胞對大腸桿菌、MRSA、銅綠假單胞菌、李斯特菌等知名致病菌的抵抗力都強了很多。
由此可見,細(xì)胞里這一滴油還真是好東西,不僅能夠吸引火力集中病原體,還能夠創(chuàng)造對免疫有利的環(huán)境,并根據(jù)病原體的種類激活不同的免疫通路。
這個油啊,就不用去了!
參考資料:
[1]https://science.sciencemag.org/content/370/6514/eaay8085
[2]https://science.sciencemag.org/content/370/6514/294
本文作者 | 代絲雨
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