PLoS Pathog：揭秘线虫机体嘌呤核苷磷酸化酶调节上皮细胞应对病原体感染的分子机制

2021年5月30日 讯 /生物谷BIOON/ --肠道上皮细胞通常会受到各种微生物的攻击，包括细胞内和细胞外的病原体等；尽管上皮细胞的防御能力能通过模式识别受体所介导的微生物相关分子模式的检测来出发，但关于其如何通过宿主生理学的扰动来感知感染，科学家们还有很多东西需要学习，而这一过程恰恰在感染期间经常发生。如今在COVID-19大流行所带来的全球巨大影响中，科学家们正在密切关注微生物的感染以及生命形式如何抵御病原体的攻击。

图片来源：https://journals.plos.org/plospathogens/article?id=10.1371/journal.ppat.1009350

日前，一篇发表在国际杂志PLoS Pathogens上题为“The purine nucleoside phosphorylase pnp-1 regulates epithelial cell resistance to infection in C. elegans”的研究报告中，来自加利福尼亚大学圣地亚哥分校等机构的科学家们通过研究揭示了生物体如何感知感染的发生以及相关的复杂动态学过程。研究人员重点分析了当病原体进行攻击时，不属于传统免疫系统的细胞如何对感染产生反应；科学家们如今正在对称之为防御专家的所谓的专业免疫细胞（"professional" immune cells）进行广泛的研究，而研究人员并不清楚这些细胞时如何应对威胁的。

研究人员对秀丽隐杆线虫开展了研究，该动物机体缺失专门的免疫细胞来帮助破译其机体所发生的动态细节。研究者让线虫接受来自病毒和小孢子虫的攻击实验，其是线虫和人类的天然病原体，结果表明，线虫能感知代谢的变化从而释放出保护性的防御机制，即使它们没有直接感觉到病原体的入侵。研究人员首先分析了当诸如病毒和小孢子虫等病原体从线虫机体中窃取诸如核苷酸等关键化合物时宿主所产生的反应如何；诸如此类病原体需要从宿主体内获取营养物质才能得以生存。相关研究结果重点揭示了与称为嘌呤氨基酸等关键化合物分解有关的生物学通路，这种嘌呤的代谢通路是细胞感知改变作为诱导宿主机体免疫反应的关键。

pnp-1的突变会增加IPR基因的表达。

图片来源：Eillen Tecle, et al. PLoS Pathogens (2021). DOI:10.1371/journal.ppat.1009350

研究者Tecle说道，我们推测，宿主有办法在一种积极性的过程中来监视其细胞内所发生的的事件；而本文研究结果也表明，宿主机体会生成某些通路来感知嘌呤代谢产物的丢失，似乎当这些关键细胞基本元件被病原体窃取时，宿主才能够察觉从而对病原体产生免疫反应。这些研究结果或许揭示了为何嘌呤相关的化合物的突变往往是多种人类疾病发生的基础；包括能损伤机体免疫系统的腺苷脱氨酶缺乏症（adenosine deaminase deficiency）和参与神经和行为异常的Lesch-Nyhan综合症（Lesch-Nyhan syndrome）。尽管这些突变会导致人类出现多种障碍，但其仍然会持续存在于人类机体中并提供抵御感染的保护力。

尤其是在COVID-19大流行的背景下，如今研究人员将会继续研究多种不同系统中相关的免疫力问题来构建新的工具，以便他们能够学习如何预防并治疗感染。综上，研究人员发现秀丽隐杆线虫的嘌呤核苷磷酸化酶pnp-1或能在肠道上皮细胞中发挥作用来调节机体的防御力；而且嘌呤代谢的扰乱或许能作为一种提示来促进抵御线虫机体应对感染的防御力。（生物谷Bioon.com）

原始出处：

Eillen Tecle, Crystal B. Chhan, Latisha Franklin, et al. The purine nucleoside phosphorylase pnp-1 regulates epithelial cell resistance to infection in C. elegans, PLoS Pathogens (2021). DOI:10.1371/journal.ppat.1009350