治疗诊断学:铁死亡压力可以促进巨噬细胞对抗细胞内细菌

来源：生物世界2022-03-02 17:55

细胞内细菌的存活是引起慢性或复发性感染的主要因素，由细胞内细菌引起的持续感染是康复中的严重问题。胞内细菌可逃避免疫清除和药物杀伤，导致宿主防御或抗生素治疗失败，给传统抗生素清除胞内细菌带来巨大挑战。因此，迫切需要开发新的抗菌药物来对抗胞内细菌。铁被认为是细菌在宿主细胞中生存的关键。

细胞内细菌的存活是引起慢性或复发性感染的主要因素，由细胞内细菌引起的持续感染是康复中的严重问题。胞内细菌可逃避免疫清除和药物杀伤，导致宿主防御或治疗失败，给传统抗菌药物清除胞内细菌带来巨大挑战。因此，迫切需要开发新的抗菌药物来对抗胞内细菌。

铁被认为是宿主细胞生存的关键营养物质。最近的研究表明，铁有助于巨噬细胞对抗细胞内细菌，这与传统的“营养免疫”相矛盾。然而，铁如何促进巨噬细胞杀死细胞内细菌的机制尚不清楚。

近日，中国科学院生物物理研究所高立增研究员研究组在Theranostics Journal上发表了一篇题为《抗内生细菌的铁调应力启动子宏相》的研究论文。

本研究发现铁死亡压可以促进巨噬细胞对抗胞内细菌，铁死亡可能是宿主应对感染的一种快速防御机制。

研究小组通过构建细菌感染模型，监测了巨噬细胞内包括亚铁离子和脂质ROS在内的铁死亡标志物的变化。结果发现巨噬细胞内亚铁和脂质ROS水平在细菌感染初期显著升高，感染后期逐渐降至正常水平。然后，研究人员在感染的RAW264.7巨噬细胞和骨髓来源的巨噬细胞中加入铁死亡诱导剂(RSL3，SSZ和APAP)和抑制剂(Fer-1和DFO)，以评估铁死亡压力和巨噬细胞中细菌生存能力的关系。结果表明，铁死亡诱导剂可以帮助巨噬细胞对抗胞内细菌。

进一步的研究表明，在细菌感染的初始阶段，细胞可以通过激活Nrf2/HO-1和铁蛋白/NCOA-4铁代谢途径来增加细胞内亚铁含量，并通过抑制膜铁转运蛋白(FPN)介导的细胞内铁转运来维持细胞内亚铁水平。此外，研究人员还发现，细胞中增加的二价铁可以通过铁转运蛋白转运到含有细菌的囊泡中，并诱导细菌死于囊泡中的铁。感染后期，铁死压逐渐恢复到正常水平。最后，研究人员发现，通过细菌感染小鼠模型，用铁死亡诱导剂(SSZ)增加铁死亡压力可以成功抑制感染小鼠的活力。

综上所述，铁死亡的压力可以通过铁转运蛋白从细胞质传递到细菌囊泡，导致细胞内细菌铁的死亡，使巨噬细胞迅速清除。这种抗菌作用可以有效抑制细胞内细菌，但对巨噬细胞无害。因此，调节铁死亡压力可能是治疗细胞内病原体感染的潜在策略。(100yiyao.com)

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