脆弱的细胞通过消耗表面胆固醇来抵抗感染

达拉斯-2020年4月13日-UTSW科学家领导的一项新研究表明，当免疫系统通过重组其表面的胆固醇检测到危险时，某些人体中最容易进入细菌感染的途径中的细胞会自我缓冲。今天发表在《自然微生物学》上的这项发现可以为对抗不涉及抗生素的感染提供新的策略。

长期以来，科学家一直知道，位于肠，肺和其他部位的粘膜在保护人体免受全身感染中起着关键作用。UT西南医学中心的研究人员尼尔·阿尔托(Neal M. Alto)博士说，但是免疫系统究竟如何增强所谓的粘膜上皮细胞的防御特性以阻断细菌等传染原，尚不清楚。，微生物学教授，Arun Radhakrishnan博士。，分子遗传学副教授。

由于通常在黏膜上皮细胞附近发现巨噬细胞等免疫细胞，因此Alto和他的同事想知道，当免疫系统检测到感染性微生物等威胁时，这些细胞是否可能分泌有助于上皮细胞增强防御能力的分子。 。为了研究这个想法，研究人员在培养有巨噬细胞的培养皿中培养上皮细胞，然后加入单核细胞增生李斯特菌，这是一种导致食源性疾病的细菌，称为李斯特菌病。与没有巨噬细胞的培养皿相比，这些上皮细胞对感染的抵抗力明显更高。

当研究人员广泛调查巨噬细胞中的基因活性时，他们发现一种特别称为胆固醇25-羟化酶(CH25H)的细胞在面对单核细胞增生李斯特氏菌时变得活跃得多。进一步的测试表明，该基因产生的小分子是预防上皮感染的关键。

拉达克里希南说，这个基因是25年前在UTSW发现的，当时他正在实验室中工作。由于Radhakrishnan的工作重点在于胆固醇代谢-CH25H起着主要作用的过程-因此，他的实验室与Alto的实验室进行了合作，以更好地了解该基因如何增强上皮细胞的防御能力。

拉达克里希南(Radhakrishnan)解释说，CH25H会改变通常与水完全不混合的胆固醇，从而生成一种称为25-羟基胆固醇(25HC)的形式，它与水会稍微混合。25HC的这一特性可用来调节胆固醇的含量，胆固醇是人体每个细胞中必不可少的脂质。25HC的某些功能包括降低参与胆固醇合成的基因的活性，以及激活将胆固醇转化为可储存在细胞中的酶的功能。

令人惊讶的是，当研究人员用25HC处理上皮细胞时，他们发现这些细胞中的总胆固醇在实验期间没有变化。但是，使用两种不同类型的传感器分子-一种附着在可访问的细胞表面胆固醇上，另一种检测由于其他脂质结合而无法访问的细胞表面胆固醇-Alto，Radhakrishnan及其同事发现了25HC耗尽可及的细胞表面胆固醇，将其拉入细胞内。

Radhakrishnan说：“在治疗一小时内，可到达的胆固醇形式从细胞表面被严重消耗掉了。”“到四个小时，它完全消失了。”

Alto说，可利用胆固醇的消耗对于保护上皮细胞免受单核细胞增生李斯特氏菌的感染至关重要，它可以可靠地增强细胞的防御能力。当科学家用一种酶处理耗尽的细胞后，该酶将细胞表面上无法接近的胆固醇转化为可接近的形式，使细胞再次变得易于感染。