为了有效地抵抗感染,身体首先必须首先察觉到它已经被入侵,然后受影响的组织发出信号,抵抗入侵者。了解更多有关病原体识别和响应的早期阶段的信息,可以为科学家提供预防感染,或治疗因免疫过度活跃而引起炎性疾病的重要线索。

这就是宾州大学兽医学院的研究人员领导的一项新研究的目的,该研究旨在分析隐孢子虫(Cryptosporidium)的感染情况。当研究小组寻找被寄生虫感染的宿主发​​出的第一个“危险”信号时,他们追踪到的并不是如预期的一个免疫细胞,而是肠道内的上皮细胞。这些细胞被称为肠上皮细胞,在肠道中吸收营养,而在这里,它们通过分子受体NLRp6,警告身体处于危险之中,NLRp6是炎症小体的组成部分。

这一研究发现公布在pNAS杂志上。

文章通讯作者Boris Striepen说:“您可以将炎症体视为房屋中的警报系统,它具有各种组成部分,例如监视门的摄像头和窗户上的传感器,一旦触发,就会放大这些最初的信号来警告危险,发出求救电话。现在,这项研究提供了迄今为止最清晰的人体例子——肠道中的特定受体如何充当重要感染的传感器。”

Striepen说,研究人员通常将免疫细胞(例如巨噬细胞和树突状细胞)作为第一个检测到外来入侵者的对象,但是这一新发现强调了通常不被认为是免疫系统一部分的细胞,也就是是肠道上皮细胞在如何启动免疫反应中起着关键作用。

文章一作Adam Sateriale说:“越来越多的文献指出上皮细胞在帮助免疫系统感知病原体方面所做的工作,它们似乎是抵抗感染的第一道防线。”

隐孢子虫是腹泻的主要原因,在资源匮乏地区的幼儿中可能会导致致命。在资源丰富的环境中,隐孢子虫也对人们构成威胁,在美国造成了一半的水传播疾病的暴发。

最新研究中,研究人员分析了小鼠隐孢子虫,发现它们在许多方面模仿了人类感染。一个重要的线索是营养不良与隐孢子虫感染之间的不幸联系。隐孢子虫的早期感染以及随之而来的肠道炎症使儿童容易营养不良和发育迟缓。反过来,营养不良的儿童更容易受到感染。这可能导致螺旋式下降,使儿童更容易遭受致命的感染。这种现象背后的机制尚未弄清楚。

研究人员剔除了炎症小体的关键成分,一种叫做caspase-1的酶。

进一步的研究表明,仅在肠上皮细胞中缺乏caspase-1的小鼠受到的感染与完全缺乏caspase-1的小鼠一样高,证明了上皮细胞的关键作用。

此外,研究小组发现在多种候选受体中,只有NLRp6受体丢失会导致无法控制感染。 NLRp6是一种受上皮屏障限制的受体,该屏障先前与感知和维持肠道微生物组(细菌自然定居于肠道)有关。但是,实验表明,小鼠从未接触过细菌,因此缺乏微生物组,在感染隐孢子虫后也激活了它们的炎症小体,这表明危险信号的这一方面直接响应寄生虫感染而发生,并且独立于肠道细菌群落。

“当再添加IL-18时,可以挽救这些小鼠。”几乎可以逆转感染的影响。

研究人员相信,要找到针对隐孢子虫的疫苗,还有许多工作要做。但是他们说,这一发现有助于阐明寄生虫,免疫系统和炎症反应之间的相互作用。

展望未来,他们正在寻找隐孢子虫感染的后期阶段,希望了解宿主如何成功地对其进行抑制。 Sateriale说:“现在,我们了解了如何检测到感染,希望了解控制感染的机制。系统检测到寄生虫后,如何限制它们的生长并杀死它们?”

(生物通)

原文标题:

The intestinal parasite Cryptosporidium is controlled by an enterocyte intrinsic inflammasome that depends on NLRp6