Immunity：新的模式识别系统—区分好细菌和坏细菌

　　一项研究描述了一种检测微生物感染的新方法，这种方法可以拦截源自病原体的生长信号，以评估毒性细菌的相对威胁。秀丽隐杆线虫的一种核激素受体能感知细菌病原体绿脓杆菌产生的有毒代谢物，从而激活先天免疫。这些数据揭示了一种古老的策略，它告诉病原体检测的起源，可能是动物免疫感应的最原始形式之一。

　　

   

   

Read Pukkila-Worley

医学博士、医学科学家Read Pukkila-Worley和医学博士/博士生Nicholas D. Peterson和Samantha Y. Tse在《免疫》杂志上发表的一项研究描述了一种检测微生物感染的新方法，这种方法可以拦截源自病原体的生长信号，以评估毒性细菌的相对威胁。秀丽隐杆线虫的一种核激素受体能感知细菌病原体绿脓杆菌产生的有毒代谢物，从而激活先天免疫。这些数据揭示了一种古老的策略，它告诉病原体检测的起源，可能是动物免疫感应的最原始形式之一。

医学副教授Pukkila-Worley博士说:“我们的研究增加了我们对宿主如何区分有益细菌和有害细菌的理解，这让我们了解了免疫系统是如何进化的。”

区分潜在的有害病原体和良性微生物是所有动物先天免疫系统的主要功能之一。这对线虫尤其重要，比如秀丽隐杆线虫（一种透明的微观线虫），经常被用作研究遗传和基因功能的模式生物——它们以细菌为食物来源。

Pukkila-Worley和同事们研究了铜绿假单胞菌，这种细菌通常感染医院里免疫功能受损的患者，对标准抗生素治疗的抗药性越来越大。Pukkila-Worley和同事们对突变细菌进行了一系列基因筛选，一个接一个地观察是否有任何突变细菌影响了秀丽隐杆线虫的先天免疫系统反应。

他们发现，不能产生特定的phenazine代谢物的细菌能够避免被先天免疫系统检测，这表明细菌的phenazine代谢物被感知来激活先天免疫。

“这个结果很有趣，因为铜绿假单胞菌利用非乃嗪来生长和致病。因此，先天免疫系统可以拦截细菌产生的信号，以识别已经生长到危险水平并准备引起疾病的细菌，”Pukkila-Worley说。

Pukkila-Worley实验室的研究人员设计了第二个实验，以识别宿主中检测这些phenazine代谢物的传感器。他们发现一种特殊类型的转录因子，一种核激素受体，与非那嗪代谢物结合并直接激活抗病原体防御。

Pukkila-Worley实验室的医学博士/博士生Peterson说:“我们的研究结果令人惊讶的一点是，秀丽隐杆线虫能感知这种细菌代谢物，以一种非常特殊的方式从细菌食物中检测出一种单独的细菌病原体。”

在人体中，肠道中的模式识别系统包括toll样受体，扫描不同细菌的物理结构，以感知感染性微生物的存在。线虫在进化中失去了模式识别受体。Pukkila-Worley及其同事表明，线虫利用核激素受体来检测特定的病原体衍生的代谢物来激活先天免疫，这代表了一种新型的模式识别。

由于秀丽隐杆线虫有274个核激素受体，很可能线虫基因组中包含了几十个这样的代谢物识别系统。在包括人类在内的大多数动物中也发现了核激素受体，这表明在其他生物中可能存在类似的代谢物检测系统。

“值得注意的是，秀丽隐杆线虫进化出了区分好细菌和坏细菌的机制，即使没有典型的病原体检测受体。这进一步支持了了解我们的免疫系统如何随着时间的推移而进化，以加深我们对宿主-微生物组相互作用的理解的重要性”。