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粘液有利于对抗细菌

健康 89xy 2周前 (11-21) 9次浏览

麻省理工学院的一组研究人员发现了一种可能的防止生物膜形成的新保护措施,即在粘液中发现的聚合物。

生物膜是一种黏糊糊的细菌堆积层,在医疗和工业环境中会造成严重的危险。一旦生根,生物膜极难清除,许多研究有助于确定如何预防和消除这些有害物质。

粘液有帮助

生物工程师团队的工作发表在《当代生物学》(Current Biology)上,他们发现这些被称为粘蛋白的聚合物能够捕捉细菌,防止它们在表面粘在一起,使它们无害。

尤金·贝尔生物工程职业发展助理教授、该论文的资深作者凯瑟琳娜·里贝克说:

“粘液是一种物质,经过数百万年的进化,它可以管理我们与微生物世界的相互作用。我相信我们可以从中找到新的策略来帮助预防感染和细菌定植,”

粘蛋白覆盖物有助于防止医疗设备上生物膜的形成,并可能在个人卫生中得到应用,例如将它们结合到牙膏和漱口水等产品中,这可以增强身体自身的防御能力,特别是在自己的粘液用完的人身上。

如何阻止细菌聚集

粘液沿着身体潮湿的表面流动,如呼吸道和消化道。“教科书上对粘液的看法是,它形成了感染的屏障,但它是如何形成的一点也不清楚,”里贝克说。

为了回答这个问题,里贝克和她的团队用一种生长方法检查了铜绿假单胞菌的行为,这种方法含有可溶性纯化粘蛋白,这是一种长蛋白质,由几个固定的糖分子组成。

为了让细菌穿过粘液层并感染下面的组织,它们需要建立能够粘附在组织表面的群体。
免疫细胞专门对抗单个细菌细胞,因此,细菌簇更难被免疫系统消除。

里贝克解释道:

“一般来说,你希望周围有细菌,你只是不想让它们组队。你想让它们和许多其他对你有益的细菌混合在一起。你不想让一个单一的物种接管,因为那样的话,它们可能会使系统过度膨胀。”

在目前的研究中,研究人员发现粘蛋白通过不允许细菌结块来抑制细菌结块,这对于它们聚集在一起至关重要。当细菌可以移动时,它们以粘稠的混合物结束,造成的损害更小。

里贝克说,“粘蛋白具有通过保持细胞分离来抑制毒性的能力。这就像把你的孩子放在不同的房间里,这样他们就不会有麻烦了。”

有时,细菌会破坏这种防御系统,造成感染。这可以通过脱水、化疗和衰老引起的粘液减少或囊性纤维化患者粘液堵塞的肺中的粘液减少来加速。

管理微生物行为

使用粘蛋白作为抗菌覆盖物的主要积极效果是,这种物质使病原菌复原,而不会终止它们。

也就是说,细菌对粘蛋白产生耐药性的可能性较小,就像它们对抗生素药物产生耐药性一样。生活在粘膜上的优势细菌也能存活。

里贝克说,“这是一个很好的机制,你只需抑制毒力特征而不杀死细菌。这是自然管理微生物行为的方式,可以加以利用。”

里贝克和她的团队现在正在研究粘蛋白如何阻止细菌移动,以及它们如何抑制非移动细菌的感染。她还在研究粘蛋白与其他致病生物的相互作用,如酵母。

作者:凯利·菲茨杰拉德


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