堪薩斯州立大學領導的一項新研究發(fā)現(xiàn)，重要的代謝酶GAPDH也參與了先天免疫系統(tǒng)對病原菌的免疫應答。這一新發(fā)現(xiàn)有助于深入了解先天免疫系統(tǒng)的復雜機制，且有望幫助人們開辟控制和預防多種疾病的新途徑。

堪薩斯州立大學的診斷醫(yī)學和病理學副教授Philip Hardwidge是這項研究的主要研究者。他及其同事對一種細菌蛋白進行了研究，解析了該蛋白與先天免疫系統(tǒng)之間的關系。先天免疫系統(tǒng)的細胞以非特異性方式對感染產(chǎn)生快速的免疫應答。

研究人員從中發(fā)現(xiàn)，代謝酶GAPDH能夠影響天免疫系統(tǒng)細胞的功能，幫助人體抵御大腸桿菌E. coli O157:H7等入侵者。文章發(fā)表在最近一期的Cell子刊Cell Host and Microbe雜志上，這一項目由美國國立衛(wèi)生研究院過敏與感染性疾病研究所資助。

文章的第一作者高小飛（音譯Xiaofei Gao）原是堪薩斯州立大學醫(yī)學中心的一名博士生，現(xiàn)已被聘為Whitehead研究所的博士后。同樣參加這項研究的還有堪薩斯州立大學的博后研究員Thanh Pham和Leigh Ann Feuerbacher等人。

感染小鼠的嚙齒類檸檬酸桿菌Citrobacter rodentium與導致人類腹瀉的大腸桿菌E. coli O157:H7類似，且這兩種細菌都通過NleB蛋白來抑制宿主抵御細菌的先天免疫系統(tǒng)。

“NleB對于細菌的致病能力非常重要，” Hardwidge說。“E. coli和C. rodentium的研究顯示，NleB蛋白的存在分別與E. coli和C. rodentium在人和小鼠中引發(fā)嚴重疾病的能力有關。但此前我們并不清楚NleB蛋白是如何做到這一點的。”

Hardwidge指出，C. rodentium和E. coli這類細菌進入機體時，病原菌通過針狀的分泌裝置將細菌蛋白注入腸道細胞。這些蛋白中的一些能夠阻止先天免疫系統(tǒng)對細菌的攻擊，NleB就是這樣一種蛋白。

研究顯示，NleB蛋白能與人體細胞中的GAPDH蛋白結(jié)合。NleB用一個特殊的糖分子對GAPDH蛋白進行修飾，阻止它參與免疫應答相關的復雜生化通路，而先天免疫系統(tǒng)正是通過這一通路對病原菌產(chǎn)生有效應答的。

“在此之前，我們并不知道GAPDH在這一通路中具有功能，” Hardwidge說。“GAPDH在代謝中的作用人盡皆知，而我們發(fā)現(xiàn)它也會參與細胞對細菌感染的免疫應答。顯然，這一代謝酶也是先天免疫系統(tǒng)中的重要部分，我們對此非常感興趣。”

研究人員總結(jié)道，E. coli和C. rodentium使用NleB蛋白靶標GAPDH，并由此抑制先天免疫系統(tǒng)。他們將會在后續(xù)研究中深入解析其中的詳細機制。

Hardwidge指出，進一步了解先天免疫系統(tǒng)應對入侵者的生化應答以及細菌對該應答的抑制，將有助于推動其他的疾病研究和藥物開發(fā)。例如，癌癥、Crohn病和風濕性關節(jié)炎都與炎癥反應過度有關，而GAPDH參與的免疫應答通路在某些情形下對炎癥有調(diào)節(jié)作用。

“細胞是復雜而奇妙的，” Hardwidge說。“目前，我們雖然對觸發(fā)防御性應答的重要通路有個大體了解，但當我們深入到其中的調(diào)控細節(jié)時，還需要不斷學習和研究。現(xiàn)在就有一個新蛋白參與了進來。”