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我們細胞內的脂肪滴,中性脂(neutral lipids)的主要貯存場所,長期以來一直被認為是一種類似於糖原的顆粒,只是用來貯存能量,當細胞需要能量時,用來供給能量,是一個「惰性」的細胞內含物。其作用大概相當於細胞的「炊事班」。
但近年來,越來越多的研究的表明,脂肪滴並非只是細胞內的一個簡單的能量貯存器,而是一個複雜、活動旺盛、動態變化的多功能細胞器。脂滴能夠沿著細胞骨架運動,並與其它細胞器相互作用,可能在脂類代謝與存儲、膜轉運、蛋白降解,以及信號傳導過程中起著重要的作用。
在最近發表於《科學》(Science)雜誌上的一項新研究中,來自昆士蘭大學的研究人員發現,細胞內的脂肪滴,能夠協助人體自身的防禦系統抵禦細菌的感染。脂肪滴的作用,不只是「炊事班」,而是一座「兵工廠」。
美國昆士蘭大學分子生物科學研究所的羅伯特·帕頓教授(Robert Parton)和馬特·斯威特教授(Matt Sweet),以及巴塞隆納大學的阿爾伯特·波爾教授(Albert Pol)的國際合作發現,這些脂肪滴既是食物來源,也是對抗細菌入侵的武器。帕頓教授說:「以前人們認為,入侵的細菌是把細胞內的脂肪滴當作食物,但我們發現,這些脂肪滴參與了我們的細胞與病原體之間的鬥爭。」
脂肪滴是細胞軍火庫的一部分,細胞製造有毒蛋白質,將其包裝成脂質滴,然後向入侵者發射。「這是細胞自我保護的一種特殊的方法,它將脂肪作為一種隱蔽的武器,給我們提供了對抗感染的新見解。」
隨著對抗生素產生耐藥性的超級細菌的不斷增加,研究人員決心尋找其他方法來對抗感染。科學家們非常看好脂肪滴這種武器的前景,細菌不會對它們產生耐藥性,而且它們來自人體的自然防禦系統,不會對人體產生副作用。
斯威特教授說:「我們發現,當感染發生時,人體內的某些白細胞會充當巨噬細胞,主動吞噬入侵的細菌,而同時,巨噬細胞中的脂肪滴會移動到被吞噬的細菌身上,對其進行進一步的消滅。」
細菌感染也改變了白細胞使用能量的方式。斯威特教授說:「當其他營養物質不足時,脂滴可以作為線粒體的燃料來源。」而在感染期間,脂滴離開線粒體,轉而攻擊細菌,改變細胞的新陳代謝。
在果蠅身上發現這種現象後,細胞生物學家帕頓教授受到啟發,繼續進行這項研究。他說:「大多數人認為脂滴是『脂肪團』,只對儲存能量有用,但現在我們看到它們在細胞中起著代謝開關的作用,抵禦感染,而且現在有很多研究人員參加了一系列的科學會議。」
「我們的下一步是找出脂肪滴是如何作用於細菌的。通過了解人體的自然防禦能力,我們可以開發出不依賴抗生素對抗耐藥細菌感染的新方法。」希望科學家們能在脂肪滴這座「兵工廠」中找到更強大的武器,有效對抗細菌感染,減少更多人的痛苦。