人体黏膜表面嵌入着一类称为凝集素(lectins)的蛋白质,它们能与细胞表面的糖分子结合。麻省理工学院化学教授劳拉·基斯林(Laura Kiessling)带领的研究团队发现,其中一种名为Intelectin-2的蛋白质既能强化黏膜屏障,又能为胃肠道提供广谱保护,抵御有害细菌。
研究团队发现,Intelectin-2会与细菌膜上存在的半乳糖(galactose)分子结合,从而困住细菌并抑制其生长;被困住的微生物最终会分解,表明该蛋白质能通过破坏细菌细胞膜来杀死它们。同时,Intelectin-2还能通过与构成黏液的黏蛋白(mucins)中的半乳糖结合,帮助强化肠道的保护性内层。
基斯林表示:"Intelectin-2的特别之处在于它通过两种互补方式发挥作用。它能帮助稳定黏液层,而当这一屏障受损时,它又能直接中和或抑制开始逃逸的细菌。"基斯林与包括前麻省理工学院博士后研究员兼研究科学家阿曼达·达根(Amanda Dugan)以及2024届博士迪平·香坦(Deepsing Syangtan)在内的同事共同开展了这项研究。
研究人员表示,由于Intelectin-2能够中和或消除金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)和肺炎克雷伯菌(Klebsiella pneumoniae)等通常难以用抗生素治疗的病原体,未来它可能被开发为抗菌剂。恢复Intelectin-2的理想水平也可能帮助炎症性肠病等疾病患者,这些患者体内的Intelectin-2水平可能过低(可能削弱黏液屏障)或过高(杀死有益肠道细菌)。
基斯林表示:"利用人类凝集素作为对抗抗微生物耐药性的工具,开启了一种从根本上全新的策略,这种策略基于我们自身的先天免疫防御。利用人体已经用于自我保护的蛋白质来对抗病原体是很有吸引力的方向,也是我们正在追求的研究路径。"
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