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脂质滴（LDs）在细胞中积累，充当脂质存储细胞器，它们还是许多病原体的有吸引力的营养来源。在所有的真核细胞中，脂质滴都存储并提供必需的脂质，以产生信号分子，膜结构单元和代谢能。脂质滴单层还可以容纳与脂质没有明显关系的蛋白质，例如转录因子，染色质组分和有毒蛋白质。 2020年10月16日，昆士兰大学和巴塞罗那大学的科学家在" Science "上在线发表了题为"Mammalian lipid droplets are innate immune hubs integrating cell metabolism and host defense"的研究论文，研究表明，脂质滴形成了一线细胞内防御，哺乳动物的脂质滴具有蛋白质介导的抗菌能力，它们可以组织和支持细胞内免疫反应。 以前认为细菌只是利用脂质滴来取食，该研究发现这些脂肪滴参与了病原体与我们细胞之间的斗争。 脂肪是细胞武器库的一部分，细胞制造有毒蛋白质，将其包装成脂质小滴，然后将其发射到入侵者身上。这是细胞保护自身的一种新方法，它利用脂肪作为秘密武器，并为我们提供了对抗感染的新见解。 为了评估哺乳动物脂质滴在免疫防御中的作用，研究使用了小鼠肝细胞和蛋白质组学方法。观察到，当脂滴暴露于细菌毒素脂多糖时，受威胁细胞内的脂滴蛋白质组发生了变化。脂质液滴的数量和大小不断增长，并开始积聚具有已知抗菌活性的蛋白质。而且，活化的脂滴与线粒体脱钩，促使细胞内的新陈代谢转移至更有利于宿主防御的环境。 哺乳动物LD显示出受调节的蛋白介导的抗菌活性 针对脂多糖（LPS），多种宿主防御蛋白，包括干扰素诱导的鸟苷三磷酸酶和抗菌肽cathelicidin（CAMP），组装成脂滴上的复杂簇，LPs还能促进LD从线粒体的物理和功能解偶联，减少脂肪酸代谢，同时增加LD与细菌的接触。 随着对抗生素具有抗药性的超级细菌的出现，研究人员决心寻找替代方法来对抗感染。一种可能性是增强人体的自然防御能力。该研究发现，被称为巨噬细胞的白细胞感染后，脂滴就会移至巨噬细胞中细菌存在的部分。 LPS-LD和线粒体的物理和功能解偶联 细菌感染还改变了白细胞利用能量的方式，如果没有足够的其他营养成分，脂滴可以用作线粒体的燃料来源，在感染过程中，脂滴从线粒体移开，反而攻击细菌，从而改变细胞的代谢。 研究观察到并描述了几种病原体的LD转运和与吞噬细胞膜和寄生虫膜对接的机制，可能有助于递送位于LD表面的免疫蛋白。细胞内LDs可以为感染的细胞提供多种生物学益处，不仅可以吸引病原体，还可以协调针对不同种类病原体同时起作用的不同免疫系统。LDs还可以隔离细胞毒性化合物，从而减少对其他细胞器的损害。 总之，这些结果证明LD形成一线细胞内防御，它们充当先天免疫的分子开关，通过重新编程细胞代谢和引发蛋白质介导的抗菌机制来响应危险信号。 下一步是找出脂滴如何靶向细菌，通过了解人体的自然防御能力，我们可以开发出不依赖抗生素来对抗耐药性感染的新疗法。 论文链接： DOI:10.1126/science.aay8085 |
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