Popular science work
就像電影發(fā)燒友能在一部新影片里一眼識出導(dǎo)演的審美特點(diǎn)，我們體內(nèi)的細(xì)胞有一種特殊的模式識別受體，當(dāng)它們識別出常見微生物的分子特征時(shí)，就會激發(fā)免疫系統(tǒng)。
這些常見微生物的分子結(jié)構(gòu)特征之一是脂多糖（LPS），這是一種錨定在革蘭氏陰性菌的細(xì)胞壁上的長鏈糖。脂多糖具有標(biāo)志性的特點(diǎn)，以至于很多研究人員以為我們的身體可以識別任何微生物上的脂多糖。但近日發(fā)表在《科學(xué)·免疫學(xué)》雜志上一項(xiàng)新研究表明，有一些深海細(xì)菌的脂多糖是我們身體的模式識別受體無法識別的。
2017年，一群科學(xué)家搭乘施密特海洋研究所的法爾科號科考船，前往位于基里巴斯的菲尼克斯群島保護(hù)區(qū)（PIPA）——這是地球上最大的海洋保護(hù)區(qū)之一。
這里的生態(tài)系統(tǒng)幾乎從未被人類涉足過。為了進(jìn)行探索，研究人員在海面下3000米（近2英里）的深處收集了細(xì)菌。他們在科考船實(shí)驗(yàn)室中培養(yǎng)了50種菌株，并將其與培養(yǎng)皿中的人類和小鼠免疫細(xì)胞接觸。免疫細(xì)胞識別出了一些新菌株上的脂多糖，并以它們處理大腸桿菌等更常見細(xì)菌的方式作出反應(yīng)。然而，80%的深海細(xì)菌卻完全無法被細(xì)胞上一種或兩種常見的探測脂多糖的模式識別受體識別。
賓夕法尼亞大學(xué)的免疫學(xué)家Sunny Shin說：“我認(rèn)為這篇論文非常令人興奮。”她指出，這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)與當(dāng)前主流認(rèn)知相悖，后者認(rèn)為模式識別受體可以識別任何外來分子。然而，這項(xiàng)新研究表明，這些模式識別受體演化出的特性是只能檢測出其所在環(huán)境中的微生物。
“當(dāng)我們走進(jìn)星巴克的時(shí)候，我們的免疫系統(tǒng)當(dāng)然有必要檢測一下我們遇到的每一種微生物，”該論文的合著者、波士頓兒童醫(yī)院的免疫學(xué)家Jonathan Kagan說道。但是，免疫系統(tǒng)沒必要檢測那些生活在自然狀態(tài)下我們永遠(yuǎn)不會遇到的環(huán)境中的微生物，這樣的微生物也包括那50個(gè)菌株。
這是否意味著我們需要擔(dān)心深海微生物會破壞我們的免疫系統(tǒng)？估計(jì)不需要。一方面，這些能在寒冷又陰暗的深海高鹽環(huán)境中茁壯成長的細(xì)菌，不見得能在我們溫暖的身體內(nèi)存活。而且免疫系統(tǒng)還有很多其他能感知細(xì)菌入侵的機(jī)制。
不過，這項(xiàng)研究可能會帶來很有意思的臨床應(yīng)用。長久以來，研究人員一直考慮將脂多糖加入疫苗內(nèi)，以幫助激發(fā)免疫系統(tǒng)，但脂多糖會引起很強(qiáng)烈的免疫反應(yīng)，具有一定的危險(xiǎn)性。雖然大多數(shù)深海細(xì)菌的脂多糖不會觸發(fā)人體免疫反應(yīng)，但一些脂多糖變種還是會引起中度免疫反應(yīng)。Kagan說，這些新脂多糖分子可以有效地充當(dāng)調(diào)節(jié)器，幫助癌癥疫苗的研究人員更精細(xì)地調(diào)節(jié)免疫反應(yīng)，而不只是在0和10的反應(yīng)程度之間切換。
深海并不是免疫學(xué)研究的傳統(tǒng)領(lǐng)域。事實(shí)上，這項(xiàng)研究的發(fā)起源自Kagan、實(shí)驗(yàn)室成員Anna Gauthier和海洋生態(tài)學(xué)家Randi Rotjan（菲尼克斯群島保護(hù)區(qū)的聯(lián)合首席科學(xué)家）的獨(dú)特合作。Rotjan策劃了一場探險(xiǎn)行動，并邀請Gauthier對沿途的深海細(xì)菌進(jìn)行收集和分析。
Rotjan說，研究人員打算明年夏天再去菲尼克斯群島保護(hù)區(qū)來一場跨學(xué)科的遠(yuǎn)征，以研究更有針對性的問題，例如像珊瑚這樣的原生深海生物是如何應(yīng)對它們的細(xì)菌“鄰居”的。但是，該團(tuán)隊(duì)隨時(shí)準(zhǔn)備迎接驚喜，她補(bǔ)充說道：“這就是基礎(chǔ)研究的美妙之處——你永遠(yuǎn)不知道會走向何處。”
（Stephanie Melchor撰文，魏書豪翻譯，郭曉、李詩源審校，據(jù)《環(huán)球科學(xué)》）
來源：科技日報(bào)
