CRISPR揭示了抗菌肽的秘密生命

當談到免疫系統(tǒng)時，我們通常會想到像B細胞和T細胞或巨噬細胞這樣的淋巴細胞會不斷尋找和破壞對抗入侵病原體如細菌和病毒的任務(wù)。但是我們的免疫系統(tǒng)實際上包括一個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”或簡稱AMP。AMP由宿主(例如人類)細胞產(chǎn)生，并通過破壞細胞膜或破壞其功能來對抗入侵的微生物。

盡管它們很重要，但我們對AMP的了解很少。一些體外研究表明，它們可以殺死細菌和真菌，但科學家們一直很難在生物體內(nèi)研究它們。其中一個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AMP的作用是一個非常復雜的命題。

但現(xiàn)在我們有了工具。來自EPFL全球衛(wèi)生研究所的Bruno Lemaitre實驗室的科學家使用基因編輯技術(shù)CRISPR，從果蠅Drosophila中刪除了不少于14個AMP。通過刪除單個AMP基因，各種基因組合，甚至所有14個基因，科學家們能夠移除相應(yīng)的AMP并觀察它們的缺失如何影響蒼蠅對不同細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如何幫助對抗感染，”該研究的**作者Mark Austin Hanson說。“可能有些人有一個特定AMP的缺陷副本需要預防常見的感染 - 例如，尿路感染的大腸桿菌 - 因此它們的風險更高。抗擊感染很好，但學習如何首先要防止它是藥物的理想。這就是這些AMP的作用：它們可以在感染進入之前預防感染。“

但Hanson補充說，研究AMP的應(yīng)用更進一步。“研究蒼蠅的AMP如何發(fā)揮作用也可以幫助我們管理經(jīng)濟上重要的昆蟲，無論是保護大黃蜂還是防止蚊子傳播疾病。”