气道如何保护自己免受空气中细菌的感染，这在很大程度上仍然是一个谜 - 直到现在。当细菌被吸入时，外来体或微小的充满液体的囊立即从直接攻击细菌的细胞中分泌出来，并沿着气道将保护性抗菌蛋白从鼻前部穿到背部，保护其他细胞免受细菌侵害。它进入身体太远了。
马萨诸塞州眼睛和耳朵的一个研究小组在昨天在线发表在过敏和临床免疫学杂志(JACI)上的一份报告中描述了这种新发现的机制。这些发现为我们的免疫系统提供了新的视角 - 并且还为开发药物传递技术铺平了道路，该技术利用从一组细胞到另一组细胞的自然运输过程。
“类似于踢黄蜂窝，鼻子会在第一个标志细菌中释放出数十亿个外泌体进入粘液，杀死细菌，并通过气道武装细胞，具有天然的强效防御，”资深作者Benjamin S. Bleier医学博士说。马萨诸塞州眼睛和耳朵的鼻窦外科医生和哈佛医学院耳鼻喉科副教授。“这几乎就像这群外泌体一样，在它们甚至有机会看到它之前，还能通过气道对抗微生物。”
JACI研究的动机是几年前Bleier博士实验室的一项令人困惑的研究结果。在对鼻窦炎症的研究中，研究人员发现鼻腔细胞中的蛋白质也存在于患者的鼻粘液中。该团队想知道这些蛋白质为何以及如何从细胞移动到鼻粘液中，假设外泌体与该过程有关。
JACI研究中描述的新发现揭示了这一过程。当鼻子前部的细胞检测到细菌分子时，它们会触发一种叫做TLR4的受体，这种受体会刺激外泌体的释放。当发生这种情况时，会在5分钟内发生先天免疫反应。首先，它将释放到鼻子中的外泌体数量加倍。其次，在那些外泌体中，保护酶一氧化氮合酶的量也增加一倍。作为一种众所周知的抗菌分子，一氧化氮有效地武装每个外泌体以抵御细菌。
外来体“群体”过程从鼻子的另一种自然机制 - 粘液清除中获得帮助。粘液间隙将活化的外泌体扫过鼻子后部，同时还有来自细胞存在的细胞信息。这个过程使鼻子后面的细胞做好准备，立即对抗细菌，用防御性分子和蛋白质武装它们。
在JACI报告中描述的实验中，Bleier博士的团队对患者的粘液进行了抽样，并在培养中培养了自己的细胞。然后，他们模拟了细菌的暴露，并测量了释放的外泌体的数量和组成。他们发现刺激后外泌体和抗菌分子的数量增加了一倍。该团队随后在活体患者中证实了这一发现，并进一步表明这些刺激的外泌体在杀死细菌方面与抗生素一样有效。最后，研究小组表明，外泌体被其他上皮细胞迅速吸收，在那里他们能够“捐献”他们的抗菌分子。
随着对先天免疫系统的这种新理解，JACI论文的作者提出，他们的研究结果可能对通过气道输送药物的新方法产生影响。更具体地，作为天然转运蛋白，外泌体可用于将吸入的治疗剂包转移到沿着上呼吸道的细胞 - 甚至可能转移到下呼吸道和肺中。
“鼻子提供了一个独特的机会来直接研究整个人体呼吸道的免疫系统 - 包括肺部，”Bleier博士说。
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