研究发现血液凝块可以吸收细菌产生的毒素.doc

研究发现血液凝块可以吸收细菌产生的毒素在脊椎动物和节肢动物中，血液凝结包括聚集的血小板血栓的形成（细胞凝块）和由凝块的结构蛋白聚合形成的细胞外纤维状凝块，即哺乳动物中的纤维蛋白、甲壳类动物中的血浆脂蛋白和马蹄蟹（Limulus polyphemus）中的凝固素。这些凝块的功能是止血，另外，细胞外凝块还通过提供一种消极的抗菌障碍和微生物截留装置，发挥先天免疫系统的作用，直接作用于皮肤的伤口部位。来自美国加利福尼亚大学（UC）戴维斯分校的研究人员发现，龙虾的血浆脂蛋白凝块、马蹄蟹的凝固素、哺乳动物（人和小鼠）的血小板血栓和纤维蛋白凝块，除了具有这些消极的免疫功能之外，还能够捕获脂多糖，吸收细菌毒素，在保护身体免受细菌的致命影响中发挥意想不到的作用。这项研究发表在12月2日的PLOS ONE杂志上。本文的资深作者、UC戴维斯分校的分子和细胞生物学教授Peter Armstrong说：“这对动物用来保护自身抗击毒素引发的败血症的防卫短名单，是一个重要的补充。”即使有现代抗生素，由细菌性感染引起的败血性休克，在美国每年折磨着大约300,000人，具有30%到50%的死亡率。败血性休克是由革兰氏阴性菌引起，这种细菌释放一种称为脂多糖或内毒素的毒素。少量的脂多糖能诱发炎症反应。当这些细菌感染失控时，脂多糖就会通过血流，造成器官和组织灾难性的损害。这些毒素，能够在不同的动物物种中引起疾病脂多糖对马蹄蟹和龙虾同样有害，尽管在数以百万年的进化中，这些物种已经与人类分离。在人类和其它哺乳动物中，专门的血细胞和蛋白纤维混合，会快速形成血凝块。节肢动物如马蹄蟹和龙虾，也能利用不同组合的细胞和蛋白，形成响应损伤的血凝块。血凝块保护伤口和帮助伤口愈合，阻止血液或体液渗出，形成一道物理屏障，使细菌纠缠在一起，阻止其进入体内。这项新研究表明，血凝块也能积极地吸收脂多糖，减少其从伤口到体内的释放，在体内脂多糖能引发疾病甚至死亡。Armstrong的实验室以前已经开发了荧光标记，并指出，一个脂多糖样分子存在于叶绿体内绿色植物细胞内进行光合作用的结构，被认为起源于细菌的细胞结构。因为Armstrong也研究血凝块在抗感染中的作用，他决定在已经暴露细菌或细菌性脂多糖的血凝块中，测试相同的技术。结果显示，荧光探针照亮了凝块，表明凝块纤维在其表面结合了脂多糖。Armstrong和UC戴维斯分校的同事Margaret Armstrong、乔治华盛顿大学的Frederick Rickles，研究了来自人类、小鼠、马蹄蟹和龙虾的血凝块或等价物。他们发现，在所有四个物种中，荧光标记的脂多糖能够结合到血凝块的纤维上。毒素贴附的太过于紧密，以至于不易通过化学处理将其去除。在Beth Deaconess医学中心和哈佛大学Bruce Furie博士的实验室公休假期间，Armstrong也能在活体小鼠血管内拍摄到血凝块，表明这些活体内凝块，实时地吸收了脂多糖。他说，这些活体实验证实了台面观察，为败血症病理学提供了新的见解。败血性休克的一个致命后果是弥散性血管内凝血，发生这个后果时，血凝块快速遍及体内形成。但是，这项新的研究结果表明，在一个小的局部尺度上，这可能是抗败血症的保护机制的一部分这些血管内凝块能从血液中吸收大量脂多糖。他们也指出，血凝块不是一个简单的物理屏障，在保护机体免受感染中也发挥着积极和能动的作用。Capture of Lipopolysaccharide (Endotoxin) by the Blood Clot: A Comparative StudyAbstract：In vertebrates and arthropods, blood clotting involves the establishment of a plug of aggregated thrombocytes (the cellular clot) and an extracellular fibrillar clot formed by the polymerization of the structural protein of the clot, which is fibrin in mammals, plasma lipoprotein in crustaceans, and coagulin in the horseshoe crab, Limulus polyphemus. Both elements of the clot function to staunch bleeding. Additionally, the extracellular clot functions as an agent of the innate immune system by providing a passive anti-microbial barrier and microbial entrapment device, which functions directly at the site of wounds to the integument. Here we show that, in addition to these passive functions in immunity, the plasma lipoprotein clot of lobster, the coagulin clot of Limulus, and both the platelet thrombus and the fibrin clot of mammals (human, mouse) operate to capture lipopolysaccharide (LPS, endotoxin). The lipid A core of LPS is the principal agent of gram-negative septicemia, which is responsible for more than 100,000 human deaths annually in the United States and is similarly toxic to arthropods. Quantification using the Limulus Amebocyte Lysate (LAL) test shows that clots capture significant quantities of LPS and fluorescent-labeled LPS can be seen by microscopy to decorate the clot fibrils. Thrombi generated in the living mouse accumulate LPS in vivo. It is suggested that capture of LPS