Science：免疫细胞的自杀式报警

来自北卡罗来纳大学医学院的研究小组发现，巨噬细胞有一套自杀报警系统，可通过这一信号通路检测逃离至细胞溶质中的细菌。这一信号激活了一种叫做caspase-11的酶，其启动了巨噬细胞中的自我毁灭程序。

　　

生物通报道  免疫系统中的巨噬细胞通常通过吞噬入侵细菌，将它们纳入液泡中，来杀死并消化它们。有一些细菌会竭力阻挠这一效应，撕开液泡，然后逃至巨噬细胞富含营养物质的细胞溶质区室中，在那里它们进行分裂，最终继续侵染其他细胞。

然而来自北卡罗来纳大学医学院的研究小组发现，巨噬细胞有一套自杀报警系统，通过这一信号通路检测逃离至细胞溶质中的细菌。这一信号激活了一种叫做caspase-11的酶，其启动了巨噬细胞中的自我毁灭程序。

研究的资深及通讯作者、北卡罗来纳大学微生物学和免疫学助理教授Edward Miao 博士说：“这几乎就像一个悄悄溜进房中，却对警报一无所知的小偷离开时撞倒了墙，这将导致他被警察抓住。在巨噬细胞中，通过这种称作pyroptosis的细胞死亡方式将细菌排除出细胞，让其暴露于其他的免疫防御机制。”

这一研究报告在线发表在1月24日的《科学》（Science）杂志上。

Edward Miao说，这些新发现证实小鼠通过这一检测通路避免了液泡逃逸伯霍尔德杆菌属：B. thailandensis和B. pseudomallei引起的致命性感染。

尽管这两种细菌是近亲，但它们的致命性却存在差异。B. pseudomallei是一种潜在的生物武器。用在喷雾剂中，可通过气溶胶途径感染人群，引起疾病和死亡。此外，它还可能会进入潜伏期，“转变为肺脏中的‘休眠者’，在此潜伏数十年，” Edward Miao解释说。相比之下，B. thailandensis与B. pseudomallei共同具有许多特征，但通常却不能够引起任何疾病或感染。

Edward Miao说，这些环境细菌普遍存在于东南亚，若不是caspase-11信号防御系统，世界的这一地区可能不再适合居住。

在本研究中明显地显示出这种严峻的可能性。缺乏caspase-11检测信号通路的小鼠不仅易受到B. pseudomallei感染，对正常无危险的B. thailandensis也是如此。因此，caspase-11对于存活于普遍存在这些病原体的环境中至关重要。

Edward Miao指出，其他的研究发现感染性休克的患者中这一信号通路有异常激活。“我们确定了这一信号应该要做什么，这或许有助于找到在危重病症患者体内抑制它的途径。

关于生物恐怖，研究人员说，或许有可能利用已经上市的某些药物就能安全地诱导这一caspase-11信号。“因为这一信号通路需要干扰素细胞因子进行预刺激，有可能用干扰素药物预先治疗人们，就能改变生物恐怖事件。这对于伯霍尔德杆菌属这种情况可能是非常重要的，因为这些细菌天然地可以抵抗许多的抗生素。

“但是首先我们必须弄清楚，它们是否能在动物模型中起作用，并考虑干扰素囤积的物流问题，因为当前干扰素的费用非常的高昂。”

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Caspase-11 Protects Against Bacteria That Escape the Vacuole

Caspases are either apoptotic or inflammatory. Among inflammatory caspases, caspase-1 and -11 trigger pyroptosis, a form of programmed cell death. Whereas both can be detrimental in inflammatory disease, only caspase-1 has an established protective role during infection. Here, we report that caspase-11 is required for innate immunity to cytosolic, but not vacuolar, bacteria. Although Salmonella typhimurium and Legionella pneumophila normally reside in the vacuole, specific mutants (sifA and sdhA, respectively) aberrantly enter the cytosol. These mutants triggered caspase-11, which enhanced clearance of S. typhimurium sifA in vivo. This response did not require NLRP3, NLRC4, or ASC inflammasome pathways. Burkholderia species that naturally invade the cytosol also triggered caspase-11, which protected mice from lethal challenge with B. thailandensis and B. pseudomallei. Thus, caspase-11 is critical for surviving exposure to ubiquitous environmental pathogens.