研究揭示捣乱细胞被“刺杀”机制

2010-11-02 11:02 来源: 中国科学院
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穿孔素蛋白扮演了清道夫的角色

  无赖细胞(rogue cell)也叫捣乱细胞,是入侵体内或不受控制的不良分子。据美国物理学家组织网10月31日报道,澳大利亚和英国的一个联合研究小组发现,一种被称为穿孔素(Perforin)的蛋白质可在细胞膜上打孔,从而杀死体内的无赖细胞。他们发现的这种“刺杀”机制有助于研发提高免疫力或是根据需要抑制免疫力的新方法。相关研究论文公布在最新一期《自然》杂志上。

  该研究项目负责人、澳大利亚莫纳什大学的詹姆斯·威什托克说:“穿孔素是人体中的死亡武器和清道夫。它们能强行闯进被病毒劫持了的细胞或癌细胞中,从而使有毒的酶进来,从内部破坏细胞。没有它们,我们的免疫系统就无法杀死受感染细胞和癌变细胞。目前我们已经掌握了穿孔素蛋白发挥作用的机制,这将为治疗癌症、疟疾和糖尿病带来福音。”

  110多年前,诺贝尔奖获得者朱尔斯·波迪特第一次观察到人类的免疫系统能在目标细胞上穿孔,但它们是如何做到这一点的呢?

  澳大利亚莫纳什大学、墨尔本彼得·麦卡勒姆癌症中心和英国伦敦大学伯克贝克学院的研究人员进行了为期10年的合作,共同分析穿孔素的蛋白质职能,也就是它的结构和功能。

  他们利用在澳大利亚的同步加速器,揭示了蛋白质的结构。然后通过伯克贝克学院强大的电子显微镜,根据单个穿孔素分子的精细结构,构建了穿孔素蛋白在样本膜上形成孔洞的系列模型,揭示了这种蛋白质是如何装配组合并在细胞膜上打出孔洞的。

  新研究也证实穿孔素蛋白分子跟一些细菌分泌的毒素非常相似,比如炭疽病菌、李斯特菌和链球菌。

  彼得·麦卡勒姆癌症中心癌症免疫项目领导乔·特拉帕尼教授说,如果穿孔素不能胜任其工作,身体就无法和感染细胞战斗。实验室小鼠的研究显示,穿孔素缺乏会导致恶性肿瘤细胞急剧上升,尤其是白血病细胞。

  但是,当正常细胞被误认为是应该清除的细胞时,穿孔素也会犯错误,这种情况就会导致自体免疫疾病,比如组织对骨髓移植的排斥。

  目前,研究人员正在寻求一种方法,加强穿孔素在癌症防御方面的能力,用于治疗急性病。同时,他们也在研究一种抑制剂,抑制穿孔素以克服机体组织的排异反应。