文獻分享：支原體與細胞應激反應

引言

支原體是一種大小在細菌和病毒之間、可自我復制的原核細胞。支原體寄生于人、動物、植物、昆蟲細胞，為寄生生活。支原體容易附著于細胞表面，與宿主細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細胞，還是對于工業上的生產細胞，都會產生嚴重的危害，例如導致細胞基因表達譜改變，但更多具體的改變并不清楚。

2020年《Scientific Report》期刊上發表一篇國外的研究，報道支原體感染乳腺上皮細胞會引發炎性基因上調，導致細胞進入應激狀態。

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).

摘要

細胞進入應激狀態的標志是Lcn2基因表達升高，特別是在參與先天免疫反應的細胞中，這其中即包括上皮細胞。Lcn2基因的產物，在人即是NGAL蛋白，它是有名的腎損傷血清標志物。NGAL可由各種組織的上皮細胞產生，這些組織包括腎、乳腺、子宮、肝臟、胃、小腸、結腸、肺臟等。以往在一些組織上觀察到，在病原菌入侵或出現應激時，它的表達就會升高。

人類Lcn2 (NGAL)在血液和組織中，對許多應激源(包括微生物感染和髓細胞和上皮細胞的LPS)，均表現出表達升高。

研究人員將Lcn2的微生物激活劑擴展到了支原體，并描述了在小鼠乳腺上皮細胞（HC11）中，研究MALP-2調控Lcn2基因和支原體感染的機制。研究人員發現：

不僅支原體污染能引發細胞內的Lcn2基因表達升高，而且僅僅是向培養液中加入支原體膜上的一種成分——MALP-2脂肽，也能使細胞出現Lcn2的表達升高。

Lcn2啟動子激活在暴露于MALP-2之后仍保持升高，并且在支原體感染細胞中持續升高。無論是人還是小鼠Lcn2啟動子的激活都需要NFκB和C/EBP的激活。因此，Lcn2被支原體成分強烈而持久地激活，這些支原體成分刺激先天免疫反應，其基本調節機制與人類和小鼠基因相同。

實驗結果

研究人員發現：

1、在Lcn2升高之前，被支原體感染的細胞還出現了TNFα、IL-6和IκBζ表達增加。已知TNFα、IL-6是促炎性因子，而IκBζ是炎性信號通路上的關鍵分子。

2、研究人員還揭示了Lcn2基因活化的機制，是需要轉錄因子NFκB和C/EBP的參與。

實驗方法

在檢測細胞是否被支原體污染時，該篇論文的研究人員，用到了PCR的方法。

由于不涉及定量分析，只做研究級別的定性分析，因此只用到了常規PCR。

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在進行對照組設置時，需要設置“支原體祛除組”，研究人員選擇用細胞用支原體祛除試劑，對細胞進行處理。

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總結

該研究很好地詮釋了支原體污染細胞后，會使細胞進入應激狀態，使炎性基因上調，從而影響整個細胞基因表達譜的改變。盡管是該研究是以乳腺上皮細胞為模型，但對其他上皮細胞乃至其他類型細胞，都具有借鑒意義。

因此應在平時的實驗和生產中，注意支原體的預防和監測，防止對實驗和生產造成不良影響。

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