線粒體如何在對(duì)抗威脅生命的細(xì)菌中發(fā)揮強(qiáng)大作用？

致病細(xì)菌和我們的免疫系統(tǒng)之間持續(xù)的優(yōu)勢(shì)之爭(zhēng)導(dǎo)致了雙方一些狡猾的戰(zhàn)爭(zhēng)戰(zhàn)術(shù)的演變。一種特別討厭的細(xì)菌：耐甲氧西林金黃色葡萄球菌，或MRSA。眾所周知，MRSA經(jīng)常在學(xué)校和醫(yī)療機(jī)構(gòu)引起威脅生命的感染。這導(dǎo)致密歇根醫(yī)學(xué)研究人員最近調(diào)查了免疫系統(tǒng)細(xì)胞如何傳遞致命的有效載荷來(lái)摧毀入侵的生物體，如耐甲氧西林金黃色葡萄球菌。

他們的工作發(fā)表在《細(xì)胞宿主微生物》雜志上。當(dāng)受到入侵警告時(shí)，被稱(chēng)為巨噬細(xì)胞的免疫細(xì)胞包圍并吞噬細(xì)菌，將它們隔離在一個(gè)被稱(chēng)為吞噬細(xì)胞的隔間中。細(xì)胞然后用一種叫做活性氧的武器摧毀它們。“活性氧的一個(gè)例子是漂白劑，”密歇根大學(xué)微生物學(xué)和免疫學(xué)教授、這項(xiàng)研究的首席研究員瑪麗奧賴(lài)爾丹博士說(shuō)?！熬拖衲悴幌肫灼つw一樣，細(xì)菌不需要活性氧來(lái)破壞它們的外表面?！泵庖呒?xì)胞通常使用眾所周知的機(jī)制在其吞噬細(xì)胞中部署活性氧，這包括將氧化劑倒入隔間中以殺死細(xì)菌。但是許多細(xì)菌——包括沙門(mén)氏菌和耐甲氧西林金黃色葡萄球菌——已經(jīng)找到了避免這種形式攻擊的方法。

線粒體：權(quán)力玩家

奧賴(lài)爾丹和她的同事、研究調(diào)查員巴塞爾阿布艾塔博士和特蕾西舒爾茨試圖找到多余的系統(tǒng)免疫細(xì)胞來(lái)對(duì)抗這些細(xì)菌。在這樣做的過(guò)程中，他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)意想不到的角色：線粒體。阿布艾塔說(shuō)：“我們發(fā)現(xiàn)巨噬細(xì)胞侵入MRSA，開(kāi)啟了增加ROS線粒體發(fā)育的機(jī)制。

它是細(xì)胞內(nèi)ROS線粒體的天然副產(chǎn)物，即能量的產(chǎn)生。研究小組發(fā)現(xiàn)，當(dāng)受到壓力時(shí)，例如外來(lái)物質(zhì)的入侵，來(lái)自?xún)?nèi)質(zhì)網(wǎng)——細(xì)胞中的細(xì)胞器——的化學(xué)信號(hào)，作為一種郵局，在細(xì)胞周?chē)桶l(fā)送物質(zhì)——通知線粒體增加ROS的產(chǎn)生。還有一個(gè)問(wèn)題：線粒體是如何將其ROS轉(zhuǎn)移到吞噬細(xì)胞的？O'Riordan說(shuō)：“ROS還會(huì)損害我們自己的細(xì)胞，所以我們假設(shè)一定有某種傳遞機(jī)制。“傳統(tǒng)上，人們不知道如何包裝線粒體，將物質(zhì)輸送到細(xì)胞的不同部位?！?

靶向給藥方法

他們的研究表明，活性氧在微小的線粒體囊泡中傳遞，最近發(fā)現(xiàn)這是線粒體與細(xì)胞其他部分溝通的一種方式。為了找到這些有效載荷，Abuaita利用熒光標(biāo)簽和實(shí)時(shí)高分辨率成像技術(shù)實(shí)時(shí)觀察這一過(guò)程。他在顯微鏡下用耐甲氧西林金黃色葡萄球菌感染了一個(gè)細(xì)胞，并插入了一種在活性氧存在下會(huì)發(fā)光的染料。被感染細(xì)胞中的線粒體開(kāi)始發(fā)光，當(dāng)細(xì)菌接觸它們的外膜時(shí)，巨噬細(xì)胞也開(kāi)始發(fā)光。

一旦巨噬細(xì)胞吃了耐甲氧西林金黃色葡萄球菌，當(dāng)活性氧被輸送到吞噬細(xì)胞時(shí)，他看到了一個(gè)發(fā)光的熱點(diǎn)。但是為什么細(xì)胞有兩種不同的方式來(lái)部署ROS呢？“免疫系統(tǒng)充滿冗余，”奧賴(lài)爾丹說(shuō)。“根據(jù)定義，一定是我們知道的每一種細(xì)菌、病毒或寄生蟲(chóng)都是病原體，因?yàn)樗M(jìn)化出了一種避開(kāi)免疫系統(tǒng)的方法。”免疫系統(tǒng)也有真正多樣化的目的和機(jī)制。開(kāi)放地詢(xún)問(wèn)關(guān)于免疫系統(tǒng)的問(wèn)題和理解這些病原體生物學(xué)的不同方法幫助我們找到了一個(gè)合適的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。"

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