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人体免疫系统杀手刺杀的手段首次现形(经典文献)
2010-11-04 00:14  

每日科学(2010-10-31)

    来自英国和澳大利亚的科学家们首次观察到了人体免疫系统的杀手—穿孔素。Birkbeck学院英国科学家们利用强大的电子显微镜技术来研究穿孔素是如何在流氓细胞(rogue cells)打孔的。

    这项研究结果发表在10月31号的Nature杂志上。

    英国研究组负责人Helen Saibil教授:穿孔素是我们人体免疫系统的“子弹”,如果没有它,我们机体将无法处理这些伴随我们一生的流氓细胞。

    澳大利亚研究组负责人莫纳什大学Whisstock教授:穿孔素是我们体内清洁及死亡机器。穿孔素在癌细胞或已被病毒感染的细胞上钻孔,让有毒性的酶进入细胞而导致这些细胞破坏。

    澳大利亚Peter MacCallum癌症中心肿瘤免疫室负责人Joe Trapani教授:若穿孔素未能与机体协调,其将无法对抗受感染的细胞。这在小鼠的试验中发现,有缺陷性的穿孔素在体内的行为会激惹恶性肿瘤细胞,特别是有白血病的小鼠。

    早在110年前,诺贝尔得奖者Jules Bordet已经发现,人体免疫系统可在靶细胞上打洞,但目前我们仍需结构分子生物学上最新的技术去研究为什么这种现象的发生会如此精确。

    Saibil continued教授:从之前的研究我们已经知道细菌毒素,如细菌性肺炎,能快速的改变细胞的形状并在其膜上打洞。我们被这种现象吸引住了,想了解穿孔素的结构及其如何改变使其成为细胞的打孔机(hole-punching machine)。

    通过对单个穿孔素分子的可视化(澳大利亚同步加速器观察)及穿孔素在细胞膜上簇集形成的环状结构的图像信息(伦敦Saibil教授利用电子显微镜观察)的综合分析,认识了穿孔素的分子结构。

    Whisstock教授: 现在我们也认识了穿孔素是作用机理,并且开始将其应用于对抗癌症、疟疾和糖尿病。

Trapani教授:另一个有趣的发现是,穿孔素分子与一些细菌产生的毒素,如炭疽、李斯特菌属(listeria)、链球菌属(streptococcus)十分相似,其表明这种能在细胞膜上打孔的穿孔素是从远古进化中来的,这种分子结构已存活近20亿年。

在自身免疫性疾病中(如早发型糖尿病或骨髓移植组织排斥反应)或当不正常的细胞(wrong cells)被机体认为需清除时,穿孔素就是“罪魁祸首”(culprit)。因此研究人员正在研究如何利用穿孔素有效的防治癌症及治疗急性疾病如脑型疟疾。在来自Wellcome Trust they 的600万英镑的资助下,研究人员正对潜在的穿孔素抑制剂治疗组织排斥反应进行研究。

BBSRC行政长官Douglas Kell教授:显微镜及同步加速器实验的新技术已向分子生物学家提供强大的支持,一个很好的例子就是,我们得知一个分子的结构与功能正常对于我们的身心健康发展具有重要的意义。

文章主要作者:Ruby Law 来自Monash大学,Natalya Lukoyanova来自伦敦Birkbeck学院,Ilia Voskoboinik来自Peter MacCallum肿瘤中心及Melbourne大学;项目负责人是:Joe Trapani (Peter Mac), Helen Saibil (Birkbeck) and James Whisstock (Monash);该项目由以下机构资助:the NHMRC, the ARC, the UK Biotechnology and Biological Sciences Research Council and the Wellcome Trust.

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