科学家发现人类免疫系统不可见的深海细菌

科学家发现人类免疫系统不可见的深海细菌

从太平洋海面下超过一英里的地方收集的细菌可能只是将免疫学中最长久的假设之一从水里吹走了。

这种细菌对人类是如此陌生,以至于我们的免疫细胞甚至没有发现它们的存在,从而使它们对我们的免疫系统完全不可见。

这完全违背了免疫学的经典宗旨之一,即人类免疫系统进化为能够感知每个微生物,因此可以捕捉到传染性微生物。

免疫学家乔纳森·卡根(Jonathan Kagan)表示:“我们的想法是免疫系统是多才多艺的,它不在乎某种威胁是否存在,只是摆脱了威胁。波士顿儿童医院的一位研究负责人告诉《生命科学》。

为了测试这一点,研究人员必须找到以前从未接触过哺乳动物免疫系统的细菌。他们在夏威夷西南1650英里的基里巴斯的凤凰岛保护区的太平洋中部深处选择了一个地点。

波士顿大学海洋生态学家兰迪·罗特扬(Randi Rotjan)对Live Science说:“这不仅是深海,而且是海洋中最深,最古老,最偏远和受保护的部分。” 罗特扬说:“它深达4,000米[13,100英尺];没有栖居的哺乳动物;在赤道空间里,甚至没有鲸鱼会掉下鲸鱼。”在一个半球繁殖并在另一个半球觅食,因此它们只会在迁徙时越过赤道。“这是一个有可能找到与我们在陆地上相互作用的细菌完全不同的细菌的好地方。”

到达那里后,研究人员使用一艘远程潜水艇从水,海绵,海星和沉积物的样本中收集海洋细菌,然后将它们培养成117种可培养物种。在确定了细菌的特征之后,研究人员将其中的50种菌株引入了小鼠和人类免疫细胞。令他们惊讶的是,他们发现80%的微生物(大多属于Moritella属)逃脱了检测。该研究中使用的哺乳动物骨髓免疫细胞上的受体无法看到它们。

卡根说:“这真是令人惊讶。” “最终得到的是免疫系统的图片,它是由附近的虫子在本地定义的,并且这些虫子和免疫力是共同进化的。如果您将免疫系统带入另一个生态系统,那么很多这些虫子会产生免疫沉默。”

例如,卡根补充说:“在太平洋深处可能有一种无脊椎动物,对大肠杆菌视而不见。”

为了缩小海洋细菌的哪些特征,使它们对我们的免疫受体不可见,研究小组还将小鼠和人类细胞暴露于细菌细胞壁的一个特定部分,即脂多糖(LPS)。已知哺乳动物的免疫系统利用细菌细胞壁的最外层部分来识别所谓的革兰氏阴性细菌并进行斗争。研究人员发现,哺乳动物细胞的受体本身也对LPS视而不见。

Kagan说:“ LPS分子看起来与您在陆地细菌中发现的分子相似,但其中许多分子完全沉默。” “这是因为脂多糖的脂链比我们在陆地上的脂链要长得多,但是我们仍然不知道为什么这意味着它们无法被发现。”

研究人员说,尽管它们具有逃避检测的怪异能力,但深海细菌不会构成感染人的任何风险。

Rotjan说:“首先,它们还没有进化出逃避哺乳动物免疫系统的功能,因此,如果存在任何致病性,那将是偶然的。” “极不可能的第二个原因是,我们体内的温度,压力和化学环境与您在海底所见的情况有如此大的差异。这些细菌在外面超过几分钟不快乐他们的正常栖息地。”

现在,研究人员已经为这些外来细菌如何与我们的免疫系统相互作用奠定了基础,他们计划利用这一知识来帮助开发更好的免疫疗法。他们还希望返回基里巴斯检查这些细菌已经进化为感染的生物体的免疫系统。

研究人员于3月12日在《科学免疫学》杂志上在线发表了他们的发现。

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