Science：首次发现！细胞竟有洁癖，它能自产“洗涤剂”，让细菌无处遁逃

现如今，各类杀菌清洗剂逐渐走进寻常百姓家，因去污快、使用方便备受人们的青睐。近日，霍华德休斯医学研究所的科研人员发现细胞，像很多人一样，竟然也会用“洗涤剂”来抵御细菌。

这是人类首次发现了人体细胞内具有“洗涤剂”功效的保护性蛋白。相关研究以A human apolipoprotein L with detergent-like activity kills intracellular pathogens为题发表在顶级期刊《Science》杂志。文章指出，科研人员发现了一种名为“ APOL3 ”蛋白质，可以通过溶解细菌膜阻止细胞感染，从而实现细胞自主免疫。

人体的免疫系统是由特化细胞组成的复杂网络，它们就像一群“保镖”，可以保护人体健康，抵御外来病原微生物，如各种细菌、病毒、寄生虫等，甚至可以预防癌症的形成。但当这些特化细胞被动员的同时，警报信号也会惊扰到正常细胞，身为正义的一方，面对外来入侵者，正常细胞固然不会坐以待毙，可它们到底是如何抵抗病原菌的呢？

众所周知，沙门氏菌是一种常见的食源性致病菌，据统计在世界各国的种类细菌性食物中毒中，沙门氏菌引起的食物中毒常列榜首。而干扰素是时当机体感染病毒时， 宿主细胞通过抗病毒应答产生的一组结构类似、功能相近的低分子糖蛋白， 是抗病毒感染最重要的一种免疫因子。

沙门氏菌（绿色）等微生物感染人类细胞

因此，研究人员利用沙门氏菌菌株感染了人体内的非免疫细胞，发现警报信号“干扰素 γ（IFN-γ）”会促进非免疫细胞分泌一种蛋白质，以阻止沙门氏菌“接管”人体细胞，为了揭开这种蛋白质的神秘面纱，该研究团队基于CRISPR-Cas9技术筛选了19000多种人类细胞基因，最终锁定了“ APOL3 ”！

人载脂蛋白L3(APOL3)是一种关键的效应蛋白，遍布于人体的全身，其杀菌机理与清洗剂中的表面活性剂使油性污垢乳化类似，一部分被水吸引，一部分被油脂吸引。

APOL3的负染色电子显微镜检查

当然，APOL3去除的不是衣物上的污垢，而是由脂质分子组成的细菌内膜，当 APOL3 靶向 IFN-γ激活细胞内的病原体时，APOL3会对细菌内膜 (IM) 造成致命的伤害。

研究指出，当APOL3与干扰素刺激基因 (ISG)编码的蛋白质协同作用时，鸟苷酸结合蛋白 1 (GBP1)会扰乱外膜(OM)抗原的通透性屏障，使APOL3进入细菌内膜，并对细菌进行致命一击。

APOL3 通过外膜 (OM) 到达内膜 (IM)

该研究的通讯作者之一、John D. MacMicking博士表示：“整个除菌过程是高度选择性的，APOL3 避开了细胞膜的主要成分胆固醇，而是针对细菌喜爱的独特脂质。”

面对外来入侵者，免疫系统变得日渐强大，逐渐进化出了多种途径抵御外敌，未来，期待这项研究会为人类细胞抵御感染提供新的见解。

原始出处：

Ryan G. Gaudet， et al. A human apolipoprotein L with detergent-like activity kills intracellular pathogens. Science 16 Jul 2021：Vol. 373， Issue 6552， eabf8113. DOI： 10.1126/science.abf8113.