东方时讯网医师科学家ReadPukkila-Worley医学博士和医学博士/博士在Immunity上发表的一项研究。学生NicholasD.Peterson和SamanthaY.Tse描述了一种检测微生物感染的新方法，该方法拦截病原体衍生的生长信号以评估剧毒细菌的相对威胁。
线虫中的核激素受体C.elegans感知细菌病原体铜绿假单胞菌产生的有毒代谢物以激活先天免疫。这些数据揭示了一种古老的策略，该策略为病原体检测的起源提供了信息，并且可能是动物中最原始的免疫感应形式之一。
“我们的研究加深了我们对宿主如何区分有益细菌和有害细菌的理解，这教会了我们一些关于免疫系统如何进化的重要知识，”医学副教授Pukkila-Worley博士说。
区分潜在有害病原体和良性微生物是所有动物先天免疫系统的主要功能之一。这对于线虫尤其重要，例如秀丽隐杆线虫(C.elegans)——一种透明的微小蠕虫，通常用作模型生物来研究遗传学和基因功能——它们以细菌为食物来源。
Pukkila-Worley及其同事对铜绿假单胞菌进行了研究，这种细菌通常会感染医院中免疫功能低下的患者，并且对标准抗生素治疗的耐药性越来越强，他们对突变细菌进行了一系列基因筛选，一个一个地观察是否任何影响秀丽隐杆线虫的先天免疫系统反应。
他们发现不能产生特定吩嗪代谢物的细菌能够避免被先天免疫系统检测到，这表明细菌吩嗪代谢物被感知以激活先天免疫。
“这个结果很有趣，因为铜绿假单胞菌使用吩嗪促进生长和毒力。因此，先天免疫系统可以拦截细菌产生的信号，以识别已经生长到危险水平并准备引起疾病的细菌，”Pukkila-沃利。
Pukkila-Worley实验室的研究人员设计了第二个实验，以确定宿主中检测这些吩嗪代谢物的传感器。他们发现一种特殊类型的转录因子，一种核激素受体，结合吩嗪代谢物并直接激活抗病原体防御。
“关于我们的结果，一个引人注目的事情是秀丽隐杆线虫感知这种细菌代谢物，以一种非常特殊的方式从其细菌食物中检测出单个细菌病原体，”医学博士/博士彼得森说。Pukkila-Worley实验室的学生。
在人类中，肠道中涉及Toll样受体的模式识别系统扫描不同细菌的物理结构以感知传染性微生物的存在。线虫在进化过程中失去了模式识别受体。Pukkila-Worley及其同事表明，线虫使用核激素受体来检测特定病原体衍生的代谢物以激活先天免疫，这代表了一种新型的模式识别。
由于秀丽隐杆线虫有274个核激素受体，线虫基因组可能包含数十个这样的代谢物识别系统。在包括人类在内的大多数动物中也发现了核激素受体，这表明其他生物体中可能存在类似的代谢物检测系统。
“值得注意的是，即使没有用于病原体检测的典型受体，秀丽隐杆线虫也进化出了区分好细菌和坏细菌的机制。这进一步支持了了解我们的免疫系统如何随时间进化以加深我们对宿主-微生物组相互作用的理解的重要性，”谢说，医学博士/博士。Pukkila-Worley实验室的学生。