《科學》:細胞裡的油滴竟是免疫關鍵!科學家發現,細胞內的脂質滴是...

2021-01-07 奇點網

說起脂肪、油，不管是真實的肥肉還是人到中年的油膩，給人的感覺可能都不是太好，恨不得除之後快。

不過油脂本身沒有罪過，它的高熱量特性能夠為機體儲存大量的能量，是細胞關鍵的營養來源；同時，油脂也身扛免疫大旗，能夠成為先天免疫的核心。

不不不，這回說的不是勇猛可愛的脂肪細胞，而是我們細胞內的那些脂質滴（LDs）。

近期，一項發表在《科學》雜誌上的新研究成果為我們揭示了細胞內脂質滴的關鍵免疫功能。脂質滴一方面能夠通過調控線粒體功能改變代謝環境，一方面可以募集多種先天免疫蛋白，由此構成了先天免疫的關鍵！[1]

今天要說的脂質滴，本質上其實就是一滴「油」，不過它有非常豐富的功能，首先就是作為一大營養來源，能夠促進線粒體的β氧化，為機體提供能量。

不僅機體依賴脂質滴提供能量，外來入侵的病原體也是會盯上這個令人垂涎的資源庫。已經有很多研究發現，在多種寄生蟲、致病細菌以及病毒的生命周期中，都存在靶向脂質滴行為。目前科學家們普遍認為，脂質滴會通過給入侵者提供生存基礎來支持感染。

不過，細胞會就這樣傻看著自家的資源被掠奪嗎？

在漫長的進化中，逐漸出現了有效的防禦機制，有研究證據表明，脂質滴很有可能就積極參與了先天免疫。自己當誘餌自己殺敵，真的是很能！

那麼這一滴油具體做了些什麼呢？

研究者們首先嘗試驗證了一下脂質滴是否真的能夠協助抗菌。他們通過脂多糖（LPS）激活小鼠肝細胞，並提取脂質滴觀察它們對大腸桿菌感染細胞的影響。

在脂多糖激活免疫之後，可以觀察到細胞中脂質滴的數量明顯增加了，雖然個頭是比對照組小了一點。而這些脂質滴可以明顯抑制大腸桿菌的生長繁殖。

經過LPS激活的脂質滴能夠更好地抑制大腸桿菌增殖

再進一步通過顯微鏡觀察，可以看到脂質滴和細菌們頻繁親密接觸，顯然脂質滴親力親為地參與了抗菌行動。

可以看到脂質滴（綠）與細菌（藍）親密接觸

研究者分析了與脂質滴相關蛋白表達的變化，確定了689種蛋白，其中317種水平增加，372種的表達水平降低了。從功能上看，上調的蛋白主要與炎症反應有關，下調的蛋白則與脂質滴和線粒體相互作用有關。

其中尤其值得關注的是一組脂質滴表面蛋白PLIN。

在PLIN家族的5個成員中，PLIN5是唯一一種LPS刺激後下調的蛋白。研究者發現，PLIN5負責的其實是讓脂質滴和線粒體相聚。當通過病毒轉染使細胞高表達PLIN5，脂質滴與線粒體的接觸明顯增加了。

線粒體本身是先天免疫的關鍵細胞器，脂質滴接觸線粒體可以給線粒體提供脂肪酸，促進氧化磷酸化。但是在免疫激活的情況下，先天免疫細胞其實更需要糖酵解、減少氧化磷酸化的。

所以，當免疫開始，PLIN5表達下調，其實是促進了脂質滴和線粒體的解耦聯，為免疫大戰開啟了一個更有利的代謝環境。

可見綠色螢光標記的PLIN5

另外一個值得關注的PLIN家族成員是PLIN2。研究者分析了脂質滴相關的蛋白網絡，發現很多已知的免疫蛋白都與PLIN2關係緊密，其中包括抗寄生蟲蛋白IGTP、抗病毒蛋白viperin、好幾種GTPase以及廣譜抗菌肽CAMP。由此可以知道，PLIN2實際上是免疫蛋白們的集結號，可以召喚它們在脂質滴表面集合。

在脂質滴周圍發現了大量的抗菌蛋白

當細胞過量表達脂質滴相關的CAMP，細胞對大腸桿菌、MRSA、銅綠假單胞菌、李斯特菌等知名致病菌的抵抗力都強了很多。

由此可見，細胞裡這一滴油還真是好東西，不僅能夠吸引火力集中病原體，還能夠創造對免疫有利的環境，並根據病原體的種類激活不同的免疫通路。

這個油啊，就不用去了！

參考資料：[1]https://science.sciencemag.org/content/370/6514/eaay8085

[2]https://science.sciencemag.org/content/370/6514/294

本文作者 | 代絲雨

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