惊!烟曲霉孢子的酶竟能让免疫系统变弱

烟曲霉是一种在全球范围内都能被发现的霉菌。

与密切相关的物种不同,它能够在人类中引发严重的、甚至往往是致命的感染。

由巴西圣保罗大学的古斯塔沃·戈德曼所领导的一个国际研究小组已经找到了有关原因的线索。

真菌孢子表面的一种特殊酶——糖基天冬酰胺酶——显然抑制了免疫细胞释放促炎物质,从而使病原体在组织中更易于不受阻碍地传播。研究结果发表在《自然微生物学》杂志上。

“古斯塔沃·戈德曼的小组对孢子表面的蛋白质尤为感兴趣,因为这些蛋白质通常是通过吸入的方式首先与免疫系统接触的,”莱布尼茨天然产物研究与感染生物学研究所——汉斯·克诺尔研究所(莱布尼茨-HKI)的奥拉夫·克尼迈耶报告称,该研究所是此项研究的德国合作伙伴。

克尼迈耶是一位蛋白质组学专家。他与其团队一道分析细胞中的所有蛋白质,并为其赋予功能。这便是他为新的活性物质寻觅潜在靶点的方式。

来自耶拿的研究人员还专门对吞噬作用进行研究,这是一种免疫细胞吞噬外来入侵者的防御机制。这也使得国际研究小组能够对真菌与免疫细胞的相互作用展开研究。

在当下的这项研究里,他们采用了一种叫做胰蛋白酶剃刮的办法:在胰蛋白酶(一种能裂解蛋白质的酶)的协助下,他们把孢子表面的所有蛋白质都去除掉了,并在质谱仪里对其片段进行了分析。

通过与数据库进行比较,他们得以识别出 62 种只在烟曲霉孢子上有,而在紧密相关的物种中不存在的蛋白质。所以,这当中的一些或许在感染过程里发挥着作用。

为了验证这个,研究人员创建了一个有着 42 个真菌突变体的敲除文库,其中每个突变体里编码这些蛋白质其中之一的基因都被关掉了。缺少糖基天冬酰胺酶的突变体导致了免疫细胞中白细胞介素 - 1β 释放量的增加。

白细胞介素是一种高效的蛋白质,即使数量极少也能引发发热、炎症和一系列其他免疫反应,进而增强身体抵御病原体的能力。

倘若真菌孢子上的糖基天冬酰胺酶缺失,免疫系统就能够释放出更多此类炎症物质。免疫细胞被激活,从而能够更好地抵御真菌。相反,这表明真菌产生的糖基天冬酰胺酶通常有助于抑制免疫反应。这使得真菌几乎不受阻碍地感染身体。

在具有完好免疫系统的小鼠中,当糖基天冬酰胺酶的基因此前被关闭时,免疫系统对真菌的攻击更强烈。

“烟曲霉孢子上的糖基天冬酰胺酶因而在与免疫系统的对抗中发挥了作用。然而,我们尚不能确切说明这种机制是如何运行的,”克尼迈耶总结研究结果时说道。

这些发现有助于开发针对烟曲霉感染的新疗法,这是极为迫切需要的,因为当下只有为数不多的有效药物来对抗真菌感染,并且对这些药物的耐药性正在逐步蔓延。