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支原體污染引發(fā)細(xì)胞應(yīng)激狀態(tài)的一則報(bào)道

2020-12-29 15:38來源:威正翔禹|締一生物


支原體是一種大小在細(xì)菌和病毒之間、可自我復(fù)制的原核細(xì)胞。它具有如下特點(diǎn):


支原體無細(xì)胞壁,有簡單的質(zhì)膜。

具有高度多形性,多呈不規(guī)則球狀、長絲狀,可分枝。可穿過0.45μm孔徑的濾膜。

支原體寄生于人、動(dòng)物、植物、昆蟲細(xì)胞,為寄生生活。

支原體容易附著于細(xì)胞表面,與宿主細(xì)胞胞膜融合并交換成分。


支原體無論是對于科研或臨床用的培養(yǎng)細(xì)胞,還是對于工業(yè)上的生產(chǎn)細(xì)胞,都會產(chǎn)生嚴(yán)重的危害,例如導(dǎo)致細(xì)胞基因表達(dá)譜改變,但更多具體的改變并不清楚。


2020年《Scientific Report》期刊上發(fā)表一篇國外的研究,報(bào)道支原體感染乳腺上皮細(xì)胞會引發(fā)炎性基因上調(diào),導(dǎo)致細(xì)胞進(jìn)入應(yīng)激狀態(tài)。


標(biāo)示著細(xì)胞進(jìn)入應(yīng)激狀態(tài)的標(biāo)志是Lcn2基因表達(dá)升高。Lcn2基因常表達(dá)在參與先天免疫反應(yīng)的細(xì)胞中,這其中即包括上皮細(xì)胞。Lcn2基因的產(chǎn)物,在人即是NGAL蛋白,它是有名的腎損傷血清標(biāo)志物。NGAL可由各種組織的上皮細(xì)胞產(chǎn)生,這些組織包括腎、乳腺、子宮、肝臟、胃、小腸、結(jié)腸、肺臟等。以往在一些組織上觀察到,在病原菌入侵或出現(xiàn)應(yīng)激時(shí),它的表達(dá)就會升高。


在《Scientific Report》上發(fā)表的這項(xiàng)研究中,作者采用了乳腺上皮細(xì)胞系HC11作為培養(yǎng)細(xì)胞,發(fā)現(xiàn)不僅支原體污染能引發(fā)細(xì)胞內(nèi)的Lcn2基因表達(dá)升高,而且僅僅是向培養(yǎng)液中加入支原體膜上的一種成分——MALP-2脂肽,也能使細(xì)胞出現(xiàn)Lcn2的表達(dá)升高。


作者發(fā)現(xiàn),在Lcn2升高之前,被支原體感染的細(xì)胞還出現(xiàn)了TNFα、IL-6和IκBζ表達(dá)增加。已知TNFα、IL-6是促炎性因子,而IκBζ是炎性信號通路上的關(guān)鍵分子。


作者還揭示了Lcn2基因活化的機(jī)制,是需要轉(zhuǎn)錄因子NFκB和C/EBP的參與。


該研究的部分?jǐn)?shù)據(jù)如下:

圖1. 支原體PCR檢測顯示,被支原體污染的乳腺上皮細(xì)胞系HC11存在支原體陽性條帶(280bp),證明有支原體污染。加入支原體祛除劑后,支原體條帶消失,證明支原體污染已祛除。

Infected:被支原體感染的細(xì)胞;

Cured:加入了支原體祛除劑治療的細(xì)胞;

reinfected:被支原體再次感染的細(xì)胞。

圖片來自該論文。

 圖2. 與支原體治愈組和支原體未感染組比較,支原體污染組細(xì)胞Lcn2、IL-6和TNFα表達(dá)顯著升高。

Infected:被支原體感染的細(xì)胞;

Cured:加入了支原體祛除劑治療的細(xì)胞;

reinfected:被支原體再次感染的細(xì)胞;

Uninfected:未被支原體感染的細(xì)胞。

圖片來自該論文。


該研究很好地詮釋了支原體污染細(xì)胞后,會使細(xì)胞進(jìn)入應(yīng)激狀態(tài),使炎性基因上調(diào),從而影響整個(gè)細(xì)胞基因表達(dá)譜的改變。盡管是該研究是以乳腺上皮細(xì)胞為模型,但對其他上皮細(xì)胞乃至其他類型細(xì)胞,都具有借鑒意義。因此應(yīng)在平時(shí)的實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)中,注意支原體的預(yù)防和監(jiān)測,防止對實(shí)驗(yàn)和生產(chǎn)造成不良影響。


參考文獻(xiàn):

Zhao, W., Bendickson, L. & Nilsen-Hamilton, M. The Lipocalin2 Gene is Regulated in Mammary Epithelial Cells by NFκB and C/EBP In Response to Mycoplasma. Sci Rep 10, 7641 (2020).