Cell：揭示麻风分枝杆菌导致神经损伤机制 毒性物 巨噬

顾汉现

Cell：挑战常规！揭示麻风分枝杆菌导致神经损伤机制

未彻杀麻风分枝杆菌巨噬细胞停动后的神经毒性反应   毒性物

2017-09-09 12:14

麻风分枝杆菌，图片来自Public Domain。

2017年9月9日/生物谷BIOON/---在一项新的研究中，来自美国加州大学旧金山分校、华盛顿大学、哈佛大学和英国剑桥大学的研究人员以斑马鱼为研究对象，发现导致麻风（leprosy）的麻风分枝杆菌（Mycobacterium leprae, 俗称麻风杆菌）劫持我们的免疫系统，将一种重要的修复机制转化为一种导致我们的神经细胞发生潜在不可修复的损伤的机制。因此，麻风疾病可能与多发性硬化症等疾病存在相同的特征。相关研究结果发表在2017年8月24日的Cell期刊上，论文标题为“A Macrophage Response to Mycobacterium leprae Phenolic Glycolipid Initiates Nerve Damage in Leprosy”。

麻风是一种影响皮肤和外周神经的传染病，主要是由麻风分枝杆菌导致的，少数是由弥漫型麻风分枝杆菌（Mycobacterium lepromatosis）导致的。根据世界卫生组织（WHO）的统计，在过去几十年里，全球麻风疾病负担发生显著下降：从1985年的520万麻风患者降低到2015年底的176176名患者。但是人们对它的生物学特征知之甚少，这部分上是因为麻风分枝杆菌很难在体外培养，而且没有较好的动物模型：这种细菌能够在小鼠的足垫中生长，但是不会导致神经损伤；这种疾病导致犰狳发生神经损伤，但是这些动物很少用于研究之中。

如今，这些研究人员利用一种新的动物模型，即斑马鱼，首次证实麻风分枝杆菌如何通过侵入旨在保护我们的免疫细胞中，导致神经损伤。斑马鱼已被用来研究另一种分枝杆菌物种，以便有助理解肺结核（TB）。

科学家们之前已证实麻风中的神经损伤是由保护神经纤维的髓磷脂鞘（myelin sheath, 简称髓鞘）脱落导致的，但是它被认为这种过程发生的原因在于麻风分枝杆菌入侵产生髓磷脂的施旺细胞。

在这项新的研究中，这些研究人员利用经过基因改造使得髓磷脂发出绿色荧光的斑马鱼开展研究；年轻的斑马鱼本身是透明的，因此，他们能够更加容易地观察这些神经细胞发生了什么。当他们将麻风分枝杆菌注射到斑马鱼的神经细胞附近时，他们观察到这些细菌驻留在这些神经细胞的表面上，产生从髓鞘上脱落下来的甜甜圈类似的髓磷脂“泡泡”。

当更加密切地研究这些泡泡时，他们发现它们是由侵入巨噬细胞内部的麻风分枝杆菌导致的。巨噬细胞是吞噬和摧毁体内的异物和不想要物质的免疫细胞。但是与结核病的情况一样，麻风分枝杆菌被巨噬细胞吞噬，但不被摧毁。

论文共同通信作者、剑桥大学医学系教授Lalita Ramakrishnan解释道，“这些免疫细胞吞噬麻风分枝杆菌，但是不会总是能够摧毁它们。相反，这些应当沿着神经纤维上下移动修复损伤的巨噬细胞放慢速度，停留在远处，破坏髓鞘。”

Ramakrishnan教授与Cressida Madigan博士、Alvaro Sagasti教授和其他的同事们通过敲除巨噬细胞和证实当麻风分枝杆菌直接停留在这些神经细胞表面上时，它们不会导致髓鞘损伤，发现情况确实如此。

这些研究人员进一步展示了这种损伤是如何发生的。一种存在于麻风分枝杆菌表面上的被称作酚糖脂-1（phenolic glycolipid 1, PGL-1）的分子对巨噬细胞进行“重编程”，导致它们过度产生一种潜在破坏性的损伤线粒体的化学物一氧化氮。

Ramakrishnan教授说，“本质上，麻风分枝杆菌劫持一种重要的修复机制，导致它发生偏差。它随后开始产生毒性的化学物。它不仅阻止修复损伤，而且它本身还导致更多的损伤。”

Madigan博士说，“我们知道在多发性硬化症和格林-巴利综合征（Guillain-Barré syndrome）等其他疾病中，免疫系统能够导致神经损伤，特别是导致髓鞘损伤。我们的研究似乎将麻风与这些疾病归属于同一类。”

这些研究人员说，这项研究是否会导致新的疗法仍然为时过早。几种抑制一氧化氮的药物正在接受测试，但是Ramakrishnan教授说，其中的关键可能在于尽早地发现疾病以便阻止神经细胞遭受损伤。

她说，“我们需要重新考虑退化和再生。就目前而言，麻风能够通过药物组合加以治疗。尽管这成功地杀死这些细菌，但是一旦神经损伤已经发生，它当前是不可逆转的。我们想要理解如何改变这一点。换言之，我们能够首先阻止神经细胞损伤吗？我们能够进一步专注于修复受损的神经细胞吗？”（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

Cressida A. Madigan, C.J. Cambier, Kindra M. Kelly-Scumpia et al. A Macrophage Response to Mycobacterium leprae Phenolic Glycolipid Initiates Nerve Damage in Leprosy. Cell, 24 August 2017, 170(5):973–985, doi:10.1016/j.cell.2017.07.030

http://www.cell.com/cell/fulltex ... 68%3Fshowall%3Dtrue

http://news.bioon.com/article/6709572.html



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