美国麻省理工学院近日发布研究成果,该校与相关机构合作发现了一种存在于人类和小鼠肠道中的蛋白质,具有显著的广谱抗菌作用。
这一发现刊登在英国《自然-通讯》杂志上,为理解机体天然防御机制和开发新型抗菌策略提供了重要科学依据。
被发现的蛋白质名为内凝集蛋白-2,属于凝集素家族成员。
凝集素是一类广泛分布于动植物中的蛋白质,能与特定糖类分子结合,参与多种生理功能。
虽然此前研究表明消化道中的凝集素可能与免疫防御相关,但其具体作用机制一直不够明确。
此次研究通过系统的分析和实验,首次揭示了内凝集蛋白-2的完整防御功能。
研究表明,内凝集蛋白-2采用"攻防兼备"的策略对抗细菌侵袭。
在正常生理状态下,该蛋白质通过与肠道黏液中的分子相互交联,强化和维持黏液屏障的完整性,形成第一道防线。
当黏液屏障因各种原因破裂、细菌逃逸进入肠道组织时,内凝集蛋白-2会与细菌表面含有特定半乳糖结构的糖类相结合,破坏细菌细胞膜的结构,最终导致细菌解体。
这种双重防御机制使其具有更强的抗菌效能。
实验数据显示,内凝集蛋白-2能够识别和杀灭来自消化道和呼吸道的多种微生物。
其中包括致病性大肠杆菌、粪肠球菌等常见病原菌,以及对普通抗生素具有强耐受性的耐甲氧西林金黄色葡萄球菌和肺炎克雷伯菌等多重耐药菌株。
值得注意的是,该蛋白质虽然能与小鼠和人类自身细胞结合,但不会对细胞活性造成损伤,这表明其具有良好的选择性和安全性。
然而,研究人员也指出,内凝集蛋白-2的浓度水平需要维持在合理范围内。
过低的浓度无法有效对抗病菌感染,而过高的浓度则可能杀灭肠道中的有益菌群,破坏肠道菌群的生态平衡。
这一发现提示,在利用该蛋白质进行临床应用时,需要精确控制其水平,以实现既能防御有害菌感染,又能保护有益菌群的目标。
从应用前景看,这一研究成果具有多方面的医学价值。
对于炎症性肠病患者,利用内凝集蛋白-2的特性稳定肠道黏液屏障,可能有助于缓解症状和促进肠道修复。
更重要的是,该蛋白质的抗菌特性可能被改造开发成新型抗菌药物,用于治疗由多重耐药菌引起的感染,这对于应对日益严峻的抗生素耐药性问题具有重要意义。
研究人员强调,凝集素代表了一种古老的生物防御机制,其出现时间可能早于适应性免疫系统。
内凝集蛋白-2的双重功能表明,它在进化过程中被优化用于构建稳固且活跃的抗菌屏障。
特别是在机体组织因炎症而需要重塑和修复的时期,这种防御功能显得尤为重要。
在耐药菌挑战持续加剧的背景下,挖掘人体自身防御体系中的“内生方案”,既是科学问题,也是公共健康命题。
内凝集蛋白-2揭示的双重防线提醒人们:对抗感染不只依赖外源药物,更需要理解并善用机体屏障与免疫的精细调控。
如何在“杀菌”与“共生”之间找到更稳妥的平衡点,或将成为下一阶段感染防治与肠道疾病干预的重要方向。