研究发现病原体利用武力破坏免疫防御

印第安纳大学的研究人员发现了一种以前未知的过程，类似于窃贼打破窗户进入房屋，病原体通过物理力量进入细胞，破坏人体防止感染的免疫防御系统。

这项发表在《国家科学院院刊》杂志上的研究介绍了对抗细胞内病原体的潜在游戏规则改变者，这些病原体导致结核病、疟疾和衣原体等毁灭性传染病。这些疾病非常难以治疗，因为病原体在宿主细胞内受到保护。

“使用寄生虫弓形虫作为我们的代表性病原体，我们的工作表明，一些细胞内病原体在进入宿主细胞时可以施加物理力，从而使病原体能够逃避降解并在细胞内生存，”该研究的主要作者严宇教授说在印第安纳大学布卢明顿分校艺术与科学学院化学系工作。“这项工作表明，针对病原体的运动性可能是对抗细胞内感染的一种新方法。”

通常，当入侵的病原体遇到吞噬细胞(一种负责消灭细菌、病毒和其他类型外来颗粒的白细胞)时，它会被吞噬细胞捕获并摄入。对于逃脱这一过程的病原体，人们通常认为这些病原体必须释放“秘密武器库”来“瘫痪”细胞中的降解机制。

然而，余的研究表明，这种普遍看法并不正确。她和合作者发现，病原体可以通过施加“推进力”来避免被免疫细胞摄入。通过这种强力进入，病原体被转移到缺乏分解这些渗透者的能力的液泡中。液泡是细胞内保留用于储存和消化的结构。

为了进行这项研究，Yu和同事将致病的寄生虫弓形虫引入小鼠来源的细胞中，通过荧光显微镜观察它们的行为。这些活寄生虫强行进入免疫细胞并在其中繁殖。

当时最大的挑战是确定活寄生虫是否通过未知化学物质或简单地通过武力逃脱了免疫防御。为了解决这个问题，余和她的团队采取了一种创造性的方法：他们创造了无法施加力量或产生化学物质的灭活寄生虫。与活的寄生虫不同，这些“僵尸”寄生虫在细胞中迅速降解。

然后，研究人员使用磁力镊子将灭活的寄生虫推入免疫细胞，以模仿在活弓形虫中观察到的强力进入。灭活的寄生虫现在受到模拟强力进入，避免了降解，类似于其活体寄生虫。于说，这表明病原体的存活是由进入的力量而不是化学物质造成的。

为了在第二个实验中操纵寄生虫的运动，研究人员必须开发带有磁性纳米颗粒的“镊子系统”。他们还与田纳西大学的一个团队合作开发计算模型来模拟这种行为。

此外，研究人员使用酵母进行了相同的实验，以确认观察到的机制也可以在其他传染原中找到，而不仅仅是弓形虫。

Yu 说：“这项研究阐明了物理力量在免疫逃避中的贡献，并强调了针对病原体运动来对抗细胞内感染的重要性。”“我们希望这项工作最终有助于对抗各种感染的新努力。对人体健康有害。”

该研究的其他印第安纳大学研究人员包括第一作者张子涵，以及欧金、于艳琪和周琼。其他合著者包括田纳西大学的 Thomas K. Gaetjens 和 Steven M. Abel。这项工作得到了国立卫生研究院和国家科学基金会的支持。