研究顯示人體黏液含有可阻斷沙門氏菌感染的分子
黏液不僅僅是一種黏稠物質(zhì)：它含有大量名為黏蛋白的強(qiáng)大分子，有助于抑制微生物并預(yù)防感染。在一項新研究中，美國麻省理工學(xué)院研究人員鑒定出能夠防御沙門氏菌及其他引發(fā)腹瀉的細(xì)菌的黏蛋白。研究人員希望模擬這種防御系統(tǒng)來制造合成黏蛋白，幫助有沙門氏菌暴露風(fēng)險的人群預(yù)防或治療疾病。9月23日，該研究發(fā)表于《細(xì)胞報告》期刊。
麻省理工學(xué)院的研究人員正在開發(fā)合成黏蛋白，可用于治療或預(yù)防食源性疾病。圖片來源：麻省理工學(xué)院
本研究中，研究人員發(fā)現(xiàn)名為MUC2的黏蛋白能夠關(guān)閉沙門氏菌用于侵入和感染宿主細(xì)胞的基因。麻省理工學(xué)院教授Katharina Ribbeck表示：“通過利用并重組這種來自天然免疫系統(tǒng)的模式，我們希望在腹瀉發(fā)生前就制定預(yù)防策略。這種方法可為全球重大健康挑戰(zhàn)提供低成本解決方案，該挑戰(zhàn)每年導(dǎo)致數(shù)十億美元的生產(chǎn)力損失和醫(yī)療開支。”
黏液覆蓋身體大部分部位，為感染提供物理屏障，但它的作用遠(yuǎn)不止于此。過去十年間，Ribbeck已鑒定出能夠抑制霍亂弧菌、肺部及其他器官感染菌銅綠假單胞菌以及白色念珠菌的黏蛋白。
新研究中，研究人員希望探索消化道黏蛋白如何與腸道沙門氏菌相互作用，這種食源性病原體可在攝入生食、未煮熟食物或污染水后引發(fā)疾病。
為感染宿主細(xì)胞，沙門氏菌必須產(chǎn)生屬于III型分泌系統(tǒng)（T3SS）的蛋白質(zhì)，該系統(tǒng)幫助細(xì)菌形成針狀復(fù)合物，將細(xì)菌蛋白直接注入宿主細(xì)胞。這些蛋白質(zhì)均由一段名為SPI-1的DNA編碼。
研究人員發(fā)現(xiàn)，當(dāng)沙門氏菌暴露于腸道黏蛋白MUC2時，細(xì)菌停止產(chǎn)生SPI-1編碼的蛋白質(zhì)，且失去感染細(xì)胞能力。進(jìn)一步研究顯示，MUC2通過關(guān)閉名為HilD的細(xì)菌調(diào)節(jié)蛋白實現(xiàn)該效果。當(dāng)該蛋白被黏蛋白阻斷后，無法再激活T3SS基因。
通過計算機(jī)模擬，研究人員發(fā)現(xiàn)聚糖中的某些單糖（包括GlcNAc和GalNAc）能結(jié)合到HilD蛋白的特定位點。但研究表明這些單糖自身無法關(guān)閉HilD——只有當(dāng)聚糖與黏蛋白肽骨架連接時才會觸發(fā)關(guān)閉機(jī)制。
研究人員還發(fā)現(xiàn)胃部存在的類似黏蛋白MUC5AC也能阻斷HilD。且MUC2和MUC5AC均可關(guān)閉其他以HilD作為基因調(diào)節(jié)因子的食源性病原體的毒力基因。
論文第一作者、麻省理工學(xué)院博士Kelsey Wheeler指出：“沙門氏菌的逃避策略就是尋找無黏液區(qū)域進(jìn)行感染。因此可以設(shè)想通過增強(qiáng)黏液屏障來保護(hù)這些黏蛋白不足的區(qū)域。”部署合成黏蛋白的一種方式是將它們加入口服補(bǔ)液鹽。
另一潛在應(yīng)用是將合成黏蛋白制成咀嚼片，供前往沙門氏菌等腹瀉疾病高發(fā)地區(qū)前服用。Wheeler強(qiáng)調(diào)：”黏蛋白模擬物尤其適合作為預(yù)防手段，因為黏液本就是人體進(jìn)化出的先天免疫系統(tǒng)組成部分。“
相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.116304
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