《科学》：神秘“水桶”保卫肺健康
生物谷： 囊性纤维化的研究人员曾对一个长期存在的细胞生物学之谜感到困惑，那就是一种名为穹窿体的神秘桶状微粒到底扮演了一个什么样的角色。科学家在最新出版的美国《科学》杂志上指出，穹窿体实际上能够帮助肺细胞清除细菌的感染。
研究人员最初在30年前发现，穹窿体存在于许多不同物种的细胞中，其中包括小鼠、人类和黏液菌。它们少见的圆柱形状——由96个名为穹窿体主蛋白（MVP）的分子副本构成——包含了具有未知功能的核糖核酸（RNA）短链。这些桶状微粒能够从中断开，而每一半都可以像花瓣一样打开与闭合。这也正是长期以来研究人员怀疑穹窿体能够在细胞中输送物质的一个主要原因。一些科学家甚至推断，穹窿体能够阻断化疗药物，这是由于癌细胞可以用额外的穹窿体抵抗化疗药物。而当研究人员培育出不含MVP的小鼠后，这种啮齿动物看起来却很健康，这更加深了穹窿体的神秘。
当MVP在自己的实验室中出现之前，美国马萨诸塞州波士顿市布莱根妇女医院的微生物学家Gerald Pier从未听说过穹窿体。他的研究小组正在试图搞清为什么铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)能够很容易地传染给囊性纤维化病人的肺细胞。在鉴别暴露于细菌中的肺上皮细胞所携带的蛋白质的过程中，研究人员无意中发现了MVP。首先在细胞研究、之后在缺乏MVP的小鼠研究中，研究人员发现，穹窿体蛋白能够以某种方式帮助上皮细胞抑制铜绿假单胞菌，并加快清除感染的速度。例如，与普通小鼠相比，当肺部被细菌感染后，缺乏MVP的小鼠的死亡速度增加了3倍。Pier表示：“我相信这一研究至少明确了穹窿体的一个功能。”
那些从事穹窿体研究的科学家对于新的线索感到欢欣鼓舞。荷兰阿姆斯特丹市VU大学医学中心的免疫学家Rik Scheper表示：“这项研究成果清楚地证明了穹窿体在肺上皮细胞中的一个重要功能。”但他强调，这一发现尚不能解释穹窿体在其他细胞类型或其他器官中的作用。加利福尼亚大学洛杉矶分校的穹窿体专家Leonard Rome则指出，简单生物——例如黏液菌——也具有穹窿体，这意味着后者扮演的角色绝不仅仅是抵御细菌侵袭这么简单。Rome说：“我希望这种与囊性纤维化相关的联系能够激发更多穹窿体功能的研究。”（援引科学时报）
原始出处:
Science 6 July 2007:
Vol. 317. no. 5834, pp. 130 - 132
DOI: 10.1126/science.1142311
Host Resistance to Lung Infection Mediated by Major Vault Protein in Epithelial Cells
Michael P. Kowalski,1,2 Anne Dubouix-Bourandy,1,3 Milan Bajmoczi,1,4 David E. Golan,4,5 Tanweer Zaidi,1 Yamara S. Coutinho-Sledge,1 Melanie P. Gygi,6 Steven P. Gygi,6 Erik A. C. Wiemer,7 Gerald B. Pier1*
The airway epithelium plays an essential role in innate immunity to lung pathogens. Ribonucleoprotein particles primarily composed of major vault protein (MVP) are highly expressed in cells that encounter xenobiotics. However, a clear biologic function for MVP is not established. We report here that MVP is rapidly recruited to lipid rafts when human lung epithelial cells are infected with Pseudomonas aeruginosa, and maximal recruitment is dependent on bacterial binding to the cystic fibrosis transmembrane conductance regulator. MVP was also essential for optimal epithelial cell internalization and clearance of P. aeruginosa. These results suggest that MVP makes a substantial contribution to epithelial cell–mediated resistance to infection.
1 Channing Laboratory, Department of Medicine, Brigham and Women's Hospital, Harvard Medical School, Boston, MA 02115, USA.
2 Novartis Institute of Biomedical Research, Cambridge, MA 02139, USA.
3 Laboratoire de Bactériologie-Hygiène, Institut Fédératif de Biologie de Purpan, Toulouse, France.
4 Department of Biological Chemistry and Molecular Pharmacology, Harvard Medical School, Boston, MA 02115, USA.
5 Hematology Division, Department of Medicine, Brigham and Women's Hospital, Boston, MA 02115, USA.
6 Department of Cell Biology, Harvard Medical School, Boston, MA 02115, USA.
7 Department of Medical Oncology, Josephine Nefkens Institute, Erasmus Medical Center, 3015 GE Rotterdam, Netherlands.
* To whom correspondence should be addressed. E-mail: gpier@channing.harvard.edu
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