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天网恢恢,疏而不漏

已有 5447 次阅读 2011-10-19 12:00 |个人分类:科研笔记|系统分类:科研笔记| style, class, center, xml, white

天网恢恢,疏而不漏

 

中性粒细胞----天网


    中性粒细胞来源于骨髓的造血干细胞,在骨髓中分化发育后,进入血液或组织。中性粒细胞属多形核白细胞的一种,由于其数量在粒细胞中最多,因此有人将多形核白细胞指中性粒细胞。在血液的非特异性细胞免疫系统中起着十分重要的作用,它处于机体抵御微生物病原体,特别是在化脓性细菌入侵的第一线,当炎症发生时,它们被趋化性物质吸引到炎症部位。

 

天网的发现

科学家在观察人体免疫系统对付细菌的过程中意外发现,在那些被人体灭菌勇士白血球杀死的细菌周围,经常会看到一些丝状体物质。起初,他们以为这是显微镜的镜片不干净导致的观察错觉。但后来他们发现,这些丝状物总是在细菌进入人体后,很快就出现在细菌周围。它们相互缠绕,构成了网。这些网就像蜘蛛网那样,能够迅速把细菌横七竖八地黏在上面,从而将细菌擒拿。随后,这些网就密切配合人体白细胞里的其他物质,把被擒拿的细菌毒杀或者吞吃掉。

更为奇特的是,这种由丝状体物质构成的网还能对人体内健康的细胞起到保护作用。实验发现,在对付病毒的战斗中,有一种细胞分泌出来的蛋白酶在同细菌作战的时候,有时候会伤及无辜,给人体健康细胞造成伤害。为了避免或减少这种伤害事件的发生,这个网凭借自身的黏性,主动把这些蛋白酶集中到病菌密集的局部地方,帮助它们认准来犯之敌,同时避免误伤健康细胞。


最让人感动的是,这些由丝状体物质编成的网,在发挥完杀敌和护体作用后,就自行化解,神秘地消失了。

这就是最近发现的中性粒细胞的第3种抗微生物策略,即中性粒细胞网(neutrophil extracellular trapNET),我们也称之为“天网”。天网是由激活的中性粒细胞释放到细胞外的纤维状结构,中性粒细胞被活化剂激活之后约 10 min 开始释放NET

天网是什么

科学家通过细致观察和辨认,最后揭开了谜底。原来,白血球里的中性粒细胞在发现细菌入侵的敌情后,会马上奔赴疆场,与细菌拼杀。这些投入到疆场的中性粒细胞注定要成为烈士,因为它们就像是过河的小卒,从不知道退路在哪里,而且它们的寿命只有几个小时。这些投入疆场的勇士,在与细菌拼杀到筋疲力尽的时候,便自行剖腹解体,从体内抛出丝状体物质。众多勇士的丝状体物质缠绕在一起,就构成了细菌难逃的天网。让人惊讶的是,构成天网的丝状体物质,恰恰就是隐藏在中性粒细胞内部的DNA

DNA竟然会在危急时刻挺身而出,织杀敌——这可是长久以来有关DNA的从未有过的重大发现。在高分辨率扫描电子显微镜下,天网由直径1517 nm 的平滑纤维和直径约25 nm 的球状域组成;在透射电子显微镜下,天网周围没有膜包围。

  

用“天网”破解谜案

  人体内由DNA编织的天网被发现后,这种奇特现象立即触发了许多医学家的联想和灵感。他们发现,过去许多非常难解的医学谜案,现在看来可能与人体天网有关。

  不孕症问题就是一例。有些夫妇婚后多年不能生育,根本原因是什么?长久以来,医学界一直是说法众多,莫衷一是。前不久,美国研究人员发现,不孕症竟然与天网有神秘联系。研究人员在对母马进行人工授精的过程中发现,中性粒细胞在母马体内遇到人工输入的公马的精子时,也会抛出天网,将精子捕获。中性粒细胞为什么要阻挡精子呢?原来有的精子本身携带有细菌,这使得中性粒细胞误以为它们都是细菌,所以只好六亲不认,统统将其拿下。但精子也有自己的逃生绝活儿,它们本身携带有一种能够将天网网丝熔化开的特殊物质,因此,那些健康的精子只消在天网上停留片刻,就会胜利大逃亡了。如果天网过密、过多,精子还能摆脱束缚去与卵子汇合孕育下一代吗?研究人员推断,这种精子被束缚在天网上的情况肯定会存在。由此,他们推测,人的不孕症问题很可能是由女性体内的中性粒细胞抛出的天网过密、过多导致的。

  还有一种很难找到症结的疾病,今天看来,也和人体天网有关。这种病叫作先天性黏液稠厚症,它的特点是人体肺部的分泌物过于黏稠,很容易堵塞人的呼吸通道,使人断气而亡。奇怪的是,那些分泌物中总是有数量极大的DNA。长久以来,医学专家只知道这种疾病肯定和基因有关,但其中的疾病制造内幕总是弄不清楚。现在,他们才明白,这很可能是中性粒细胞在肺部抛出的天网过密、过多所导致的。



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