编译 | Leon

责编 | 十一月

细胞中含有抗菌肽（绿色）的脂滴（蓝色）近日发表在Science杂志上的研究题为Mammalian lipid droplets are innate immune hubs integrating cell metabolism and host defense，指出脂滴可能是细胞抵御病原体入侵的第一道防线。研究表明，当外来的细菌进入细胞质时，胞内含抗菌蛋白质的脂滴会向它们“发起进攻”。

University of Nebraska Medical Center的微生物病理学家Stacey Gilk说，该研究首次证明，脂滴和胞内病原体之间存在直接的相互作用。“我认为这非常有趣。”

Baylor College of Medicine的病毒学家Sue Crawford并没有参与这项研究，她说，人们在超过100年前就已经认识到脂滴的存在了，但直到现在，我们对它们的了解仍然不够。这是一篇很棒的论文，明确了脂滴抵抗外来细菌入侵的分子机制。

脂滴是存在于所有真核细胞中的一种细胞器。顾名思义，它们充满了脂肪，并由一层磷脂单分子膜包裹起来（这与传统的双层膜细胞器有所不同）。过去，脂滴曾经被认为是储存脂肪的场所，并在需要的时候为细胞提供燃料。例如，脂滴会为线粒体提供燃料，以生产能量。Sue Crawford说，最近的研究表明，某些病毒、细菌和寄生虫会利用细胞内的这些富含燃料的液滴来促进自身的生长和繁殖。

但是，也有证据表明，细胞会在脂滴上添加抗菌蛋白质，就像人们在奶酪中加入毒药来清除家里的老鼠一样。小鼠细胞中的脂滴含有抗病毒化合物viperin和一种可以激活免疫反应的蛋白质【1-2】，而果蝇细胞的脂滴也含有抗菌蛋白质【3】。

脂滴介导了先天性免疫反应

最新的这项Science研究来自University of Barcelona的细胞生物学家Albert Pol。他们的研究进一步证明了这一点，即哺乳动物细胞的脂滴含有大量的免疫蛋白，并且对许多种类的细菌有抵抗活性。

研究人员给实验小鼠注射脂多糖（LPS）来模拟细菌感染，LPS是一种可以刺激免疫反应的细菌分子。博士后研究员Marta Bosch说，LPS可以诱导动物肝脏细胞里面的脂滴数量的增加。

研究人员从注射过LPS或盐水的小鼠中分离出脂滴，发现它们可以抑制体外培养的大肠杆菌，而注射过LPS小鼠的脂滴抑菌能力更强。研究小组认为，由LPS诱导的免疫信号可能启动了脂滴的抗菌功能。实验者还从受到细菌感染的小鼠身上分离出脂滴，发现它们与LPS处理的小鼠脂滴具有类似的抗菌效果。

研究小组还分析了LPS处理的小鼠的脂滴中蛋白质的含量，发现LPS可以降低参与脂代谢的蛋白质的数量，并提高了免疫因子的水平。这其中包括抗菌肽（cathelicidin）——一种广谱的抗菌蛋白。

抗菌肽也存在于人巨噬细胞的脂滴中。研究小组发现，当这些细胞被大肠杆菌感染时，脂滴数量增加，并与细菌处于相同的位置。脂滴丰度更高的巨噬细胞能更好地抑制大肠杆菌。

实验者破坏了巨噬细胞中抗菌肽的生成，结果它们的抗菌效果明显下降。反过来，抗菌肽合成能力更强的巨噬细胞，可以更好地抑制大肠杆菌、李斯特菌和金黄色葡萄球菌的生长。

微生物学家和免疫学家Minal Mulye说，迄今为止的大多数研究都已经证明了脂滴在病原体入侵过程中的重要性。这项令人兴奋的研究第一次提出了脂滴的抗菌能力，这种抗菌效应需要在不同的病原体感染模型中得到进一步的探索，将来还有可能成为一种新的抗菌疗法。

https://www.the-scientist.com/news-opinion/lipid-droplets-are-intracellular-bacteria-fighting-machines-68045

https://science.sciencemag.org/content/370/6514/eaay8085

参考文献

1. Hinson ER, Cresswell P. The antiviral protein, viperin, localizes to lipid droplets via its N-terminal amphipathic alpha-helix.Proc Natl Acad Sci U S A. 2009;106(48):20452-20457. doi:10.1073/pnas.0911679106

2. Bougnères L, Helft J, Tiwari S, et al. A role for lipid bodies in the cross-presentation of phagocytosed antigens by MHC class I in dendritic cells.Immunity. 2009;31(2):232-244. doi:10.1016/j.immuni.2009.06.022

3. Anand P, Cermelli S, Li Z, et al. A novel role for lipid droplets in the organismal antibacterial response.eLife. 2012;1:e00003. Published 2012 Nov 13. doi:10.7554/eLife.00003