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病毒和细菌感染的关键“传感”蛋白
【字体: 大 中 小 】 时间:2003年07月24日 来源:
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[生物通讯]根据最新一期《自然》杂志上的一篇新研究,一种蛋白在免疫系统抵御细菌和病毒的免疫反应前线上都是一个关键的转折点。随着这个蛋白的功能的确定,美国过敏与传染病研究所资助的一组科学家现在可以解释为什么某些症状如发烧无论感染原因是什么都会发生。
研究领导人、加州Scripps研究所的Bruce Beutler医学博士称:“这个名为Trif的蛋白处于小鼠先天免疫系统的一个十字路口,我们推测它在人体免疫系统中也是一样。”详细了解Trif在发炎中所起的作用使科学家可以找到抗许多免疫相关疾病和感染中的炎症的药物靶点。
包括人类在内的哺乳动物抵御和病毒和细菌感染的第一道免疫防线中使用了一个叫做toll样受体(toll-like receptors, TLRs) 的蛋白家族。该家族的成员之一TLR-3由病毒激活,而另一成员TLR-4却是往往对细菌细胞壁中的一种分子有应答。TLRs受体是先天免疫系统的一个重要组成部分,是免疫系统通用的“第一反应”军队。一旦被入侵的病原体激活,TLRs就会向免疫系统中其它部分发送警报。先天免疫系统快速做出反应,释放大量化学物质从而引起炎症反应、发烧以及其它针对感染和受伤的应答。
确定从TLR激活到炎症反应的信号传导通路中的干预步骤是Beutler研究小组的一个重要目标。早先,科学家已经发现一个“传感器”蛋白负责传递细菌入侵的消息。缺失这种蛋白的小鼠仍能抵抗细菌感染,但效果不是很好。因此,还存在至少一种其它传感蛋白。
Beutler的研究小组通过一种叫做正向遗传学(forward genetics)的技术发现这个神秘蛋白的。研究人员诱导小鼠发生随机遗传突变。通过一个灵敏的筛选方法,研究人员可以筛选出所有偶然显示出感兴趣性状的小鼠,如对感染的应答减弱等。在这篇最新研究中,Beutler 博士和他的同事识别出一个免疫系统对内毒素无反应的小鼠,内毒素是细菌细胞壁的组分之一。随后,研究小组查明了导致这种结果的遗传错误--小鼠不能产生功能Trif蛋白。
Trif缺失解释了为什么突变小鼠无法对内毒素做出适当应答(内毒素可以模拟细菌感染)。但Beutler 博士指出,研究小组还有另外一个惊人的发现:缺失Trif的小鼠无法对大多数病毒的双链RNA做出应答,因此也有无法抵御病毒感染。
科学家推断,当Trif缺陷时,感知细菌的TLR-4通路和感知病毒的TLR-3通路都被阻断了。这是发现的首个同时调节细菌和病毒感染信号的先天免疫系统传感蛋白。
“40多年来,科学家一直在寻找先天免疫系统的内毒素信号传到分子。”美国过敏与传染病研究所过敏、免疫学于移植分部的主任Daniel Rotrosen医学博士称。“过去5年里,我们目睹了由于发现TLR信号分子家族所带来的关于先天免疫性的信息大爆炸。“他补充说。“这项最新研究聚集了生物学和信息学领域的专家探索了先天免疫性的一系列问题。反向遗传学以及其它前沿生物技术的应用将为我们带来更多的发现。”(生物通编译)
参考文献:K Hoebe et al. Identification of Lps2 as a key transducer of MyD88-independent TIR signaling. Nature. Published online July 20, 2003. DOI: 10.1038/nature01889.