我們的免疫系統已經(jīng)進(jìn)化出復雜的機制，用于防御細菌的感染。然而，如何保護我們免受通過(guò)鼻子進(jìn)入我們呼吸道的細菌的侵害？這在很大程度上仍然是一個(gè)謎。最近，麻省眼耳鼻醫院的研究人員發(fā)現了一種“神秘物質(zhì)”，可在細菌進(jìn)入身體之前于鼻腔處進(jìn)行攻擊，進(jìn)而保護其他細胞免受細菌的侵害。
這項研究以“Exosome swarms eliminate airway pathogens and provide passive epithelial immunoprotection through nitric oxide”為題發(fā)表在《Journal of Allergy and Clinical Immunology Home》雜志。
簡(jiǎn)而言之，這種新穎的機制就像捅馬蜂窩一樣：鼻子在細菌信號出現時(shí)，會(huì )向鼻腔粘液中釋放數十億個(gè)外泌體（exosomes，直徑在40-100nm的盤(pán)狀囊泡，多種細胞在正常及病理狀態(tài)下均可分泌外泌體）來(lái)殺死細菌，并通過(guò)自然有效的防御來(lái)武裝整個(gè)呼吸道的細胞。
之前的研究發(fā)現，患者鼻腔細胞中的蛋白質(zhì)也存在于鼻腔粘液中。研究小組想知道這些蛋白質(zhì)為什么以及如何從細胞中進(jìn)入鼻腔粘液的，他們假設這一過(guò)程與外泌體有關(guān)，并試圖確定粘膜暴露于吸入的病原體是否會(huì )刺激一群具有防御性的外泌體，且這些含有抗菌物質(zhì)的外泌體還可輻射到鄰近的上皮細胞。
隨即他們發(fā)現，鼻粘膜衍生的外泌體(NMDEs)含有免疫防御蛋白，并且能夠快速的轉移至上皮間蛋白。
為了研究這一點(diǎn)，研究小組從患者粘液中培養細胞。然后，他們模擬了細菌暴露，測量了釋放的外泌體的數量和組成。最后觀(guān)察了在TLR 4抑制劑存在下，LPS (脂多糖)刺激TLR 4受體后NMDE的分泌情況。
研究人員解釋道，當鼻子前面的細胞檢測到細菌分子時(shí)，它們會(huì )觸發(fā)一種叫做TLR 4的受體，這種受體刺激了外泌體釋放。一旦外泌體釋放，五分鐘內就會(huì )發(fā)生先天免疫反應。在這項研究中，作者們發(fā)現，首先，釋放到鼻子里的外泌體數量加倍；其次，在這些外泌體中，一種稱(chēng)為一氧化氮合酶的保護酶的數量也增加了一倍。作為一種眾所周知的抗微生物分子，一氧化氮能有效地武裝每一個(gè)外泌體來(lái)抵御細菌。
研究小組證實(shí)，在病人體內刺激后，外泌體的數量和抗菌分子的數量都增加了一倍，并進(jìn)一步表明這些被刺激的外泌體在殺滅細菌方面與抗生素一樣有效。最后，研究小組顯示，外泌體很快被其他上皮細胞吸收，并在那里繼續釋放抗菌分子。
總結來(lái)說(shuō)，這些發(fā)現不僅提供了關(guān)于我們免疫系統的眾多信息，還揭示了一種新的藥物輸送技術(shù)，通過(guò)呼吸道的細胞來(lái)控制這種輸送過(guò)程。更具體地說(shuō)，作為天然轉運體，外泌體可以用來(lái)將吸入的治療劑轉移到沿上呼吸道的細胞，甚至可能轉移到下呼吸道和肺部。“鼻子提供了一個(gè)獨特的機會(huì )來(lái)直接研究包括肺在內的整個(gè)人類(lèi)呼吸道的免疫系統，” 通訊作者Benjamin Bleier博士說(shuō)。
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