

人类免疫系统是一支复杂的防御部队,由多种不同类型的细胞组成,如T细胞、B细胞、巨噬细胞和单核细胞。一种称为中性粒细胞的特定细胞负责在潜在的细菌病原体有机会入侵之前将其杀死。它们本质上是抵抗感染的第一道防线。
中性粒细胞有多种应对病原体的机制,但也许最有趣的是细胞外陷阱。这是一种由DNA组成的纤维,从细胞延伸到周围环境中,以捕获细菌。这些结构之所以如此有效地杀死病原体,是因为其中交织着许多抗菌化学物质。一旦细菌被困在这个网中,它很快就会丧命。
细胞外陷阱无疑是一种控制威胁性微生物群落的迷人机制。但它并非人类独有。上周,一个国际研究团队披露,细胞外陷阱可能是一种进化保守的机制,可以追溯到高等生命形式的起源。
该团队专注于变形虫,特别是聚胞霉。该物种代表了陆地生命的进化十字路口,因为它既能独立生活,也能形成由细胞和孢子组成的**三维社会**。该生物也被认为是人类细胞的直接祖先,因为它能够执行多种人类细胞功能,如吞噬作用、趋化性和基于核的信号响应。
聚胞霉有一种引人入胜的生命周期,它会形成各种比前一个更复杂的结构。在饥饿时,单个细胞聚集形成一个**土堆**。随着时间的推移,这个土堆会发育成一个更大的、移动的复合体,称为**蛞蝓**。蛞蝓会将**社区**移动到营养改善的区域,或者在必要时,移动到一个可以**发展孢子**的地方。在后一种情况下,细胞会聚集在一起形成一个**茎**,最后形成一个**子实体**,子实体将孢子散布在周围,希望能找到丰富的营养。
就环境生存而言,生命中最关键的阶段恰恰是蛞蝓。当它移动时,它会接触到各种外部因素,其中一些因素可能会威胁其生存。为了确保**社区**的安全,一些细胞会被****抛弃**,作为**哨兵**被派出,希望能清除路径上的任何威胁。就像中性粒细胞一样,这些哨兵细胞能够找到细菌病原体,并在蛞蝓接近之前很久就将其杀死。
这项最新研究的研究人员希望专注于这些哨兵细胞如何对病原体做出反应,并分析其杀伤行为。为此,该团队首先用细菌培养变形虫,让它们有机会生长。最终,随着食物的消失,变形虫开始形成蛞蝓。一旦形成,就将其收集起来,然后摇动以分离细胞。然后收集哨兵细胞进行实际的实验测试。
此时,研究人员将哨兵细胞与致病细菌混合,并在分子水平上观察发生了什么。他们期望看到各种反应,他们也看到了,但这并不是他们的目标。他们想看看这些细胞是否会像中性粒细胞一样**释放网**。结果是它们做到了,而且它们很有效,因为在某些情况下,细菌水平下降了近一半。在检查这些陷阱时,该团队并不完全惊讶地发现,这些分子的组成与中性粒细胞中的DNA和抗菌分子相似。当然也有差异,但与人类和变形虫之间的整体相似性相比,这些差异是微不足道的。
对作者来说,这些结果代表了进化的一个迷人启示。他们已经证明,**释放细胞外网**的过程是一个保守的过程。此外,这些信息也暗示了我们自身的免疫系统为何存在。就像蛞蝓一样,我们不断地容易受到环境的攻击。我们的哨兵——中性粒细胞——在我们的一生中为我们提供了同样的保护。
这些信息也可能帮助我们更全面地理解免疫系统。中性粒细胞及其陷阱不仅与感染防御有关,而且还与**血栓形成**和**狼疮**等**自身免疫性疾病**有关。通过使用变形虫作为模型,我们或许能够更好地揭示这些陷阱相关的未知机制,从而能够开发出更好的疗法和治疗方法。