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研究成果 2023/02/02
腸細胞內辨識細菌表面聚糖的分子為控制腸道感染的重要關鍵

 

      單層腸上皮細胞直接暴露在微菌叢和病原菌之下,是防止細菌入侵宿主組織的第一道屏障。半乳糖凝集素是一種聚醣結合蛋白,主要位於細胞內,可以解碼宿主衍生的複合聚醣並參與各種生物反應。劉扶東院士為半乳糖凝集素相關研究領域的先驅與領導者,此次研究發現,半乳糖凝集素家族成員之一的半乳糖凝集素-4在哺乳動物的腸道上皮細胞中高度表達,可辨識特異的細菌表面聚醣,並調控宿主先天免疫反應。

 


      此次研究團隊發現當細菌入侵腸道細胞後,細胞內的半乳糖凝集素-4可辨識細菌表面的脂多醣,並進一步促使細菌形成串鏈與成簇聚集、阻止細菌分裂後分離,並限制細菌的活動能力及感染效力。同時研究團隊也發現半乳糖凝集素-4在辨識細菌聚醣後,可以活化細胞內發炎體訊號傳導路徑,促進凋亡蛋白酶及細胞介素的活化及釋放,強活宿主先天免疫反應。此外,當小鼠口服病原菌後,半乳糖凝集素-4的存在可有效阻止病原菌從腸道感染傳播擴散至腸系膜淋巴結。

 

      此次研究團隊以沙門氏菌、人類腸道細胞株及腸道感染動物實驗模型解開腸道黏膜免疫一種新的宿主防禦機制,當細菌入侵細胞時,胞內半乳糖凝集素-4與病原菌表面上的聚醣交互作用下除了會限制細菌的移動能力外也會強化宿主先天免疫反應。此發現特別對炎症性腸炎患者在面臨細菌感染時提供新穎性治療方法的新契機。此成果於今年1月23日發表於國際期刊《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America)。

 

      本研究主要由生醫所劉扶東院士所帶領的團隊:李奇珊博士、駱子翰博士、屠庭瑞研究助理主導並協同本院應科中心的闕帝硯研究助理、陳培菱研究員及本院生化所姚正誼博士、林俊宏研究員共同完成。此次研究感謝中研院及科技部研究經費的支持。

 

論文全文〈Cytosolic galectin-4 enchains bacteria, restricts their motility, and promotes inflammasome activation in intestinal epithelial cells〉。

網址:https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2207091120

 

新聞聯絡人:

 

劉扶東通信研究員,中央研究院生物醫學科學研究所

(Tel)02-2789-9402,ftliu@ibms.sinica.edu.tw

 

駱子翰,中央研究院生物醫學科學研究所

(Tel)02-2789-9128,tzuhanlo@gmail.com

 

陳佩玲,中央研究院生物醫學科學研究所行政室

(Tel)02-2789-9002,lydia@ibms.sinica.edu.tw

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