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脂肪結構成為防禦機制﹐細胞運用脂肪滴包裹毒性蛋白質對抗細菌感染
為了隨時抵禦外來威脅﹐我們的身體運用各項機制保護健康。科學家最近又發現身體用脂肪滴包裹抗菌蛋白質﹐以對抗外來病原體防禦機制。
真核生物的細胞構造包含各種胞器﹐透過這些胞器分工合作﹐才能維持各項細胞功能運作。舉例還說﹐細胞核就相當於細胞的大腦﹐而脂肪滴(lipid droplets﹐LDs)則是細胞單層磷脂質分子包裹的微小油滴﹐提供細胞產生能量所需的物質。
細胞的脂肪滴大多附著在負責產生能量的粒線體表面﹐提供粒線體所需資源﹐讓粒線體產生能量供給細胞。過去研究指出﹐有些特定的病原體﹐像是一些細菌或病毒﹐會擷取這些附在粒線體上的脂肪滴﹐將資源奪取為自己所用。因此先前科學家普遍認為﹐這些脂肪滴是推動外來入侵感染的一環。但在不久前﹐一篇10月15日發表於知名科學期刊《Science》的研究提出不同的看法。
研究共同作者﹑澳洲昆士蘭大學(The University of Queensland)生物科學所Robert Parton表示﹐雖然過去認為細菌只是以脂肪滴提供自身能量﹐但他們研究發現﹐這些脂肪滴其實也參與了病原體與宿主細胞的攻防戰。隨著這項研究發表﹐《Science》接著發表的評論提到﹐更早之前﹐科學家發現果蠅體內注入微生物﹐會讓果蠅產生帶有抗菌活性的脂肪滴。為了要知道這種機制在哺乳類動物身上是否也會發生﹐Parton和研究團隊設計實驗為小鼠注射脂多糖﹐也就是一種細菌產生的毒素。結果發現﹐細菌產生的毒素進入小鼠體內後﹐刺激小鼠肝臟產生更多脂肪滴﹐原本就有的脂肪滴也比注射前更大。
毒素影響的細胞內﹐細胞脂肪滴內會包裹數百種抗病毒及抗菌的蛋白質。除此之外﹐研究團隊也發現這些受到毒素影響的細胞脂肪滴脫離了粒線體﹐並向細菌毒素靠近。Parton表示﹐研究結果顯示脂肪滴在細胞內也能扮演火藥庫的角色﹐細胞產生的毒性蛋白質會包裹在脂肪滴內﹐然後送向入侵的病原體。這樣的新發現能幫助我們更了解細胞的自我保護機制﹐了解如何運用脂肪滴為武器﹐讓我們對抗病原體感染時有更新的見解。
研究團隊在另一種巨噬細胞也觀察到同樣現象。巨噬細胞是一種白血球﹐在免疫系統負責偵測和消滅受感染的細胞。研究團隊發現巨噬細胞接收細菌產生的毒素後﹐也會有更多更大的脂肪滴聚集。因此﹐Parton研究團隊接著將繼續研究脂肪滴如何針對細菌攻擊。Parton表示﹐透過了解人類身體如何自我防禦﹐我們才能以此為基礎﹐更進一步研發不需仰賴抗生素的新治療方法﹐對抗具抗藥性的細菌感染。
雖然科學家才剛發現這透過脂肪滴的細胞防禦機制﹐但其實這些微小的脂肪滴早在130年前就在各種真核細胞找到。美國田納西州St. Jude兒童研究醫院的免疫科主任Douglas Green評論指出﹐找到脂肪滴或其他細胞胞器的新功能﹐以及在細胞各項機制扮演的角色令人興奮﹐這也代表我們能從脂肪滴研究找到很多先前不知道的事。
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