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PLOS ONE驚人發(fā)現(xiàn):血凝塊能吸收細(xì)菌毒素

日期:2013-12-13 09:21:42

 

在脊椎動(dòng)物和節(jié)肢動(dòng)物中,血液凝結(jié)包括聚集的血小板血栓的形成(細(xì)胞凝塊)和由凝塊的結(jié)構(gòu)蛋白聚合形成的細(xì)胞外纖維狀凝塊,即哺乳動(dòng)物中的纖維蛋白、甲殼類(lèi)動(dòng)物中的血漿脂蛋白和馬蹄蟹(Limulus polyphemus)中的凝固素。這些凝塊的功能是止血,另外,細(xì)胞外凝塊還通過(guò)提供一種消極的抗菌障礙和微生物截留裝置,發(fā)揮先天免疫系統(tǒng)的作用,直接作用于皮膚的傷口部位。來(lái)自美國(guó)加利福尼亞大學(xué)(UC)戴維斯分校的研究人員發(fā)現(xiàn),龍蝦的血漿脂蛋白凝塊、馬蹄蟹的凝固素、哺乳動(dòng)物(人和小鼠)的血小板血栓和纖維蛋白凝塊,除了具有這些消極的免疫功能之外,還能夠捕獲脂多糖,吸收細(xì)菌毒素,在保護(hù)身體免受細(xì)菌的致命影響中發(fā)揮意想不到的作用。這項(xiàng)研究發(fā)表在122日的PLOS ONE雜志上。

 

本文的資深作者、UC戴維斯分校的分子和細(xì)胞生物學(xué)教授Peter Armstrong說(shuō):“這對(duì)動(dòng)物用來(lái)保護(hù)自身抗擊毒素引發(fā)的敗血癥的防衛(wèi)短名單,是一個(gè)重要的補(bǔ)充。”

 

即使有現(xiàn)代抗生素,由細(xì)菌性感染引起的敗血性休克,在美國(guó)每年折磨著大約300,000人,具有30%50%的死亡率。敗血性休克是由革蘭氏陰性菌引起,這種細(xì)菌釋放一種稱(chēng)為脂多糖或內(nèi)毒素的毒素。少量的脂多糖能誘發(fā)炎癥反應(yīng)。當(dāng)這些細(xì)菌感染失控時(shí),脂多糖就會(huì)通過(guò)血流,造成器官和組織災(zāi)難性的損害。

 

這些毒素,能夠在不同的動(dòng)物物種中引起疾病——脂多糖對(duì)馬蹄蟹和龍蝦同樣有害,盡管在數(shù)以百萬(wàn)年的進(jìn)化中,這些物種已經(jīng)與人類(lèi)分離。在人類(lèi)和其它哺乳動(dòng)物中,專(zhuān)門(mén)的血細(xì)胞和蛋白纖維混合,會(huì)快速形成血凝塊。節(jié)肢動(dòng)物如馬蹄蟹和龍蝦,也能利用不同組合的細(xì)胞和蛋白,形成響應(yīng)損傷的血凝塊。

 

血凝塊保護(hù)傷口和幫助傷口愈合,阻止血液或體液滲出,形成一道物理屏障,使細(xì)菌糾纏在一起,阻止其進(jìn)入體內(nèi)。這項(xiàng)新研究表明,血凝塊也能積極地吸收脂多糖,減少其從傷口到體內(nèi)的釋放,在體內(nèi)脂多糖能引發(fā)疾病甚至死亡。

 

Armstrong的實(shí)驗(yàn)室以前已經(jīng)開(kāi)發(fā)了熒光標(biāo)記,并指出,一個(gè)脂多糖樣分子存在于葉綠體內(nèi)——綠色植物細(xì)胞內(nèi)進(jìn)行光合作用的結(jié)構(gòu),被認(rèn)為起源于細(xì)菌的細(xì)胞結(jié)構(gòu)。因?yàn)?/span>Armstrong也研究血凝塊在抗感染中的作用,他決定在已經(jīng)暴露細(xì)菌或細(xì)菌性脂多糖的血凝塊中,測(cè)試相同的技術(shù)。結(jié)果顯示,熒光探針照亮了凝塊,表明凝塊纖維在其表面結(jié)合了脂多糖。

 

ArmstrongUC戴維斯分校的同事Margaret Armstrong、喬治華盛頓大學(xué)的Frederick Rickles,研究了來(lái)自人類(lèi)、小鼠、馬蹄蟹和龍蝦的血凝塊或等價(jià)物。他們發(fā)現(xiàn),在所有四個(gè)物種中,熒光標(biāo)記的脂多糖能夠結(jié)合到血凝塊的纖維上。毒素貼附的太過(guò)于緊密,以至于不易通過(guò)化學(xué)處理將其去除。

 

Beth Deaconess醫(yī)學(xué)中心和哈佛大學(xué)Bruce Furie博士的實(shí)驗(yàn)室公休假期間,Armstrong也能在活體小鼠血管內(nèi)拍攝到血凝塊,表明這些活體內(nèi)凝塊,實(shí)時(shí)地吸收了脂多糖。他說(shuō),這些活體實(shí)驗(yàn)證實(shí)了臺(tái)面觀察,為敗血癥病理學(xué)提供了新的見(jiàn)解。

 

敗血性休克的一個(gè)致命后果是彌散性血管內(nèi)凝血,發(fā)生這個(gè)后果時(shí),血凝塊快速遍及體內(nèi)形成。但是,這項(xiàng)新的研究結(jié)果表明,在一個(gè)小的局部尺度上,這可能是抗敗血癥的保護(hù)機(jī)制的一部分——這些血管內(nèi)凝塊能從血液中吸收大量脂多糖。他們也指出,血凝塊不是一個(gè)簡(jiǎn)單的物理屏障,在保護(hù)機(jī)體免受感染中也發(fā)揮著積極和能動(dòng)的作用。

 


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