属于线虫的丝虫(Filariae)因纤细如丝而得名,它们可在寄主体内顽强地生存,并在热带地区引起严重的传染病。丝虫的幼虫通常通过蚊子在人与人之间传播,蚊子叮咬时会从宿主的血液或皮下组织中吸收幼虫,并将其释放到在下一个受害者的血管或组织中。丝虫感染可导致严重疾病,如河盲症(riverblindness)或象皮病(elephantiasis)(腿部和/或睾丸极度淋巴肿胀),这些疾病属于所谓的被忽视的热带病(neglectedtropicaldiseases,NTD),在非常热带地区约有万患者。来自德国波恩大学的科学家一直在研究免疫系统攻击丝虫的机制,结果发现。他们的研究成果已经发表在CellReports上。
为了研究免疫系统对付这些入侵者使用的机制,医院医学微生物学、免疫学和寄生虫病研究所的负责人MarcP.Hübner教授为首的研究团队系统研究了某些免疫细胞,即嗜酸性粒细胞(eosinophilgranulocytes)。这种细胞的名称来自红色染料曙红,可对其进行染色。众所周知,嗜酸性粒细胞在丝虫感染中具有保护作用。但是,确切的机制一直不清楚。
为此,他们对此过程进行了深入研究,结果他们在使用细胞培养物进行实验时发现,嗜酸性粒细胞会与线虫幼虫发生反应:首先由嗜酸性粒细胞释放DNA,然后DNA像网一样将胞外的幼虫捕获,使其只能困难地移动或根本不能移动,因此变得无害。该机制既发生在已释放的幼虫(第一幼虫阶段)中,也发生在已经处于感染阶段(第三幼虫阶段)的更发达的幼虫中。这可以减少丝虫的传播。
荧光显微镜拍摄的图像显示嗜酸性粒细胞的DNA陷阱——箭头所示橙色但是,是什么使细胞识别出幼虫的威胁并释放出DNA网呢?研究人员得出结论,它是细胞表面上的一种特殊蛋白质,即Dectin-1受体。当细胞与蠕虫幼虫接触时,它就会运动并触发该机制,该机制由一系列连续的信号组成。研究人员还确定了释放出DNA的来自线粒体,即细胞的“发电厂”。但是,DNA也从细胞核被喂入网中,并通过生化变化释放出来。
随后的小鼠实验也证实了研究人员的观察结果,即DNA网增强了机体对丝虫幼虫的清除。相反,缺乏嗜酸性粒细胞的小鼠不会形成针对幼虫的DNA网。
免疫细胞发展这种DNA网的机制称为细胞外陷阱。该过程已经知道了一段时间,但是以前主要在其他免疫细胞(嗜中性粒细胞)中进行了研究。
这项研究的结果将来可能有助于寻找对抗丝虫病传播的新策略。在后续研究中,研究人员希望调查发现的防御机制与非洲控制此类丝虫病的相关性。
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