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《粘液的起源，作用和生理机制》

  • 来源专题：重大新药创制—研发动态
  • 编译者： 杜慧
  • 发布时间：2017-11-15

  • 胃肠道，眼，鼻，肺，子宫颈，阴道粘膜上皮内分布有粘液分泌的杯状细胞，所有这些都有助于其独特的功能。这种粘液为上皮对有毒物质和病原体提供了完整的防御。然而，它同样可以成为阻碍上皮被动和主动运输机制的药物和输送系统的障碍。这篇综述强调了在人体不同粘膜表面表达的各种粘蛋白，以及它们在创建粘液结构以保护具有特殊功能的上皮细胞中的作用。

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相关报告

  • 《粘液如何驯服微生物》
    • 来源专题：生物安全网络监测与评估
    • 编译者：yanyf@mail.las.ac.cn
    • 发布时间：2019-10-17
    • 我们200多平方米的身体——包括消化道、肺部和尿道——都布满了粘液。近年来，科学家们发现了一些证据，表明黏液不仅是困住细菌和病毒的物理屏障，而且还能解除病原体的武装，防止它们引起感染。 来自麻省理工学院的一项新研究表明，在黏液中发现的分枝糖分子——聚糖，是大多数这种微生物驯化的原因。黏液中有数百种不同的聚糖，麻省理工学院的研究小组发现，这些分子可以阻止细菌彼此交流，形成传染性生物膜，有效地使它们变得无害。 麻省理工学院(MIT)生物工程教授、小马克·海曼(Mark Hyman Jr.)职业发展教授凯瑟琳娜·里贝克(Katharina Ribbeck)说:“黏液是治疗性金矿。”“这些聚糖具有非常广泛和复杂的生物学功能。它们有能力调节微生物的行为，调整它们的身份。” 这项研究发表在今天的《自然微生物学》(Nature Microbiology)杂志上。研究人员重点关注了聚糖与铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)之间的相互作用。目前在里贝克实验室进行的研究表明，聚糖也可以调节其他微生物的行为。 《自然微生物学》论文的第一作者是麻省理工学院研究生凯尔西·惠勒。 强大的支持者 一般人每天产生几公升的粘液，直到最近这种粘液还被认为是主要的润滑剂和物理屏障。然而，Ribbeck和其他人已经证明，粘液实际上可以干扰细菌的行为，阻止微生物附着在表面并相互交流。 在这项新的研究中，Ribbeck想要测试黏液中是否含有聚糖来控制微生物的行为。这些糖分子，一种低聚糖，附着在一种叫做粘蛋白的蛋白质上，粘蛋白是黏液形成凝胶的组成部分，形成瓶刷状的结构。与黏液相关的聚糖很少被研究，但Ribbeck认为它们可能在她之前从黏液中观察到的解除微生物的活动中发挥了重要作用。 为了探索这种可能性，她分离了聚糖并将其暴露于铜绿假单胞菌中。暴露于粘蛋白聚糖后，细菌的行为发生了广泛的变化，使它们对宿主的危害降低了。例如，它们不再产生毒素，不再附着或杀死宿主细胞，也不再表达细菌交流所必需的基因。 这种消除微生物的活动对这种细菌产生感染的能力产生了巨大的影响。Ribbeck已经证明用粘蛋白和粘蛋白聚糖治疗假瘤感染的烧伤伤口可以减少细菌的增殖，这表明了这些抗病毒中和剂的治疗潜力。 Ribbeck说:“我们已经看到完整的黏液蛋白有调节作用，可以导致一系列病原体的行为改变，但现在我们可以确定分子机制和负责的实体，即聚糖。” 在这些实验中，研究人员使用了数百个聚糖，但他们现在计划研究单个聚糖的影响，这些聚糖可能与不同的途径或不同的微生物有特定的相互作用。 细菌的相互作用 铜绿假单胞菌只是众多被健康的粘液所抑制的条件致病菌之一。Ribbeck现在正在研究聚糖在调节包括链球菌和白色念珠菌在内的其他病原体中的作用，她还在研究识别与聚糖相互作用的微生物细胞表面的受体。 她对链球菌的研究表明，聚糖可以阻止水平基因转移，这是微生物通常用来传播耐药基因的过程。 Ribbeck和其他研究人员现在有兴趣利用他们对黏液素和聚糖的了解来开发人造黏液，这可能为治疗由黏液缺失或有缺陷引起的疾病提供一种新方法。 Ribbeck说，利用粘液的力量也可能导致治疗耐抗生素感染的新方法，因为它提供了一种与传统抗生素互补的策略。 “我们在这里发现的是，大自然已经进化出了一种能力，它可以解除难以对付的微生物的武装，而不是杀死它们。这不仅有助于限制产生抗性的选择性压力，因为它们没有找到生存方式的压力，而且还有助于创造和维持一个多样化的微生物群落，”她说。 Ribbeck怀疑，黏液中的聚糖在决定微生物群落的组成方面也起着关键作用——人体内有数万亿个细菌细胞。她说，这些微生物中有许多对人体有益，而聚糖可能为它们提供所需的营养，或以其他方式帮助它们生长。通过这种方式，黏液相关的聚糖类似于在人奶中发现的许多低聚糖，这些低聚糖还含有大量可以调节微生物行为的糖。 Ribbeck说:“这是一个可能在许多系统中发挥作用的主题，这些系统的目标是塑造和操纵体内的群落，不仅是人类，而且是整个动物王国。” 这项研究由美国国家生物医学成像与生物工程研究所、美国国立卫生研究院、美国国家科学基金会、美国国家环境卫生科学研究所和麻省理工学院德什潘德技术创新中心资助。
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  • 《H5N6禽流感病毒起源和进化机制研究取得进展》
    • 来源专题：生物安全知识资源中心 | 领域情报网
    • 编译者：huangcui
    • 发布时间：2016-12-08
    • 自 2014 年首次报道人感染 H5N6 流感病毒以来， H5N6 不断在我国及东南亚国家家禽中暴发流行，并持续出现人感染病例。 H5N6 作为一种新型流感病毒，其基因起源、进化机制和流行趋势尚缺乏系统和深入的研究。中国科学院流感研究与预警中心在高福院士的带领下，中国科学院微生物研究所病原微生物与免疫性重点实验室与武汉病毒所、深圳市第三人民医院、泰山医学院、吉林大学、福建农林科学院等成员单位密切合作，自 2014 年起对我国 16 个省份和地区 39 个市县的禽流感流病毒流行状况进行持续监测。监测数据显示， 我国北方地区主要以 H9N2 为主，长三角、华中、华南地区有一定比例 H7N9 存在，而在长三角地区以南 H5N6 比重增大，逐渐取代 H5N1 成为优势流行毒株。病毒与宿主相关性分析表明， H5N6 和 H6N6 是鸭群中主要流行的病毒亚型；而 鸡 群中则以 H9N2 流行为主。鸭群在 H5N6 的产生和传播过程中发挥了重要作用。 　　进一步的基因起源与遗传进化分析显示： H5N6 源于 H5Ny 与 H6N6 的重配； H5 和 N6 基因的组合模式表现出进化谱系特异性；内部基因在病毒的流行和传播中，不断与低致病力禽流感病毒重配，形成至少 34 种基因型，并且自然筛选出 4 种优势基因型（ G1 、 G2 、 G1.1 、 G1.2 ）。 G1 和 G2 是最早形成的基因型， G1.1 在 G1 基础上重配了 H6 病毒的 PB2 基因， G1.2 内部基因来源于 H9N2/H7N9 。目前感染人的病毒分别属于此 4 种基因型。值得注意的是， G1.2 与 H7N9 和 H10N8 病毒基因组成形式类似，且至少造成 5 例人感染。人主要通过直接接触带毒禽类或污染物而感染，尚未实现人 → 人传播；同时 H5N6 病毒已经在猪、猫、野鸟中被分离发现。 H5N6 对家禽、野鸟、哺乳动物及人的感染，给我们敲响了警钟，必须开展积极有效的防控措施，阻止病毒在家禽中的传播范围继续扩大，从而降低对人的感染几率。 本研究揭示了 H5N6 病毒的进化规律和流行趋势，对我国和世界禽流感的防控具有指导意义。该项成果作为封面文章 于 2016 年 12 月 1 日在线发表于国际权威学术刊物《 Cell Host & Microbe 》上。中国科学院流感研究与预警中心、中国科学院微生物研究所流感技术平台负责人毕玉海为第一作者，武汉病毒所陈全姣、微生物研究所汪千力、武汉病毒所陈建军为并列第一作者。高福院士为核心通讯作者，中国科学院微生物研究所刘翟研究员、泰山医学院史卫峰教授、深圳市第三人民医院刘映霞教授为并列通讯作者。
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