CRISPR揭示了抗菌肽的秘密生命

當(dāng)談到免疫系統(tǒng)時(shí)，我們通常會(huì)想到像B細(xì)胞和T細(xì)胞或巨噬細(xì)胞這樣的淋巴細(xì)胞會(huì)不斷尋找和破壞對(duì)抗入侵病原體如細(xì)菌和病毒的任務(wù)。但是我們的免疫系統(tǒng)實(shí)際上包括一個(gè)鮮為人知且研究較少的**道防線，被稱為“先天免疫”。

先天免疫的主要武器之一是小肽家族，統(tǒng)稱為“抗菌肽”或簡(jiǎn)稱AMP。AMP由宿主(例如人類)細(xì)胞產(chǎn)生，并通過(guò)破壞細(xì)胞膜或破壞其功能來(lái)對(duì)抗入侵的微生物。

盡管它們很重要，但我們對(duì)AMP的了解很少。一些體外研究表明，它們可以殺死細(xì)菌和真菌，但科學(xué)家們一直很難在生物體內(nèi)研究它們。其中一個(gè)原因是先天免疫中涉及太多因素，因此在生物體中分離單個(gè)AMP的作用是一個(gè)非常復(fù)雜的命題。

但現(xiàn)在我們有了工具。來(lái)自EPFL全球衛(wèi)生研究所的Bruno Lemaitre實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家使用基因編輯技術(shù)CRISPR，從果蠅Drosophila中刪除了不少于14個(gè)AMP。通過(guò)刪除單個(gè)AMP基因，各種基因組合，甚至所有14個(gè)基因，科學(xué)家們能夠移除相應(yīng)的AMP并觀察它們的缺失如何影響蒼蠅對(duì)不同細(xì)菌和真菌病原體的抗性。

結(jié)果表明，至少在果蠅中，AMP主要作用于革蘭氏陰性細(xì)菌(例如大腸桿菌，腸桿菌屬)和某些真菌。AMP也可以一起工作或通過(guò)累加各自的效果。令人驚訝的是，他們發(fā)現(xiàn)某些AMP在防御某些感染方面具有非常特異性(例如針對(duì)病原體P. rettgeri的AMP雙萜)。這種意外的結(jié)果突出了先前未知的先天免疫反應(yīng)特異性水平。

“真正令人興奮的是，這些結(jié)果將幫助我們了解我們自己的AMP如何幫助對(duì)抗感染，”該研究的**作者M(jìn)ark Austin Hanson說(shuō)。“可能有些人有一個(gè)特定AMP的缺陷副本需要預(yù)防常見(jiàn)的感染 - 例如，尿路感染的大腸桿菌 - 因此它們的風(fēng)險(xiǎn)更高。抗擊感染很好，但學(xué)習(xí)如何首先要防止它是藥物的理想。這就是這些AMP的作用：它們可以在感染進(jìn)入之前預(yù)防感染。“

但Hanson補(bǔ)充說(shuō)，研究AMP的應(yīng)用更進(jìn)一步。“研究蒼蠅的AMP如何發(fā)揮作用也可以幫助我們管理經(jīng)濟(jì)上重要的昆蟲(chóng)，無(wú)論是保護(hù)大黃蜂還是防止蚊子傳播疾病。”