图源：Science Daily
来自麻省理工学院的一项新的研究表明，在黏液中发现的分枝糖分子——聚糖，可以阻止细菌彼此交流，形成传染性生物膜，有效地使细菌变得无害。
黏液是一种从人体的黏膜层或黏膜下层分泌出来的湿滑液体。黏液一般都是比较浓稠的胶状体，含有具抗菌功效的酵素，例如：溶菌酶、免疫血球素（immunoglobulin）等。黏液由满布黏膜表面内的杯状细胞（goblet cell）制造，由悬浮于水中的黏蛋白（mucins）及无机盐所组成。
黏液存在于人身体的各个部位，包括消化道、肺部和尿道等。近年来，科学家们发现，黏液不仅是困住细菌和病毒的物理屏障，而且还能解除病原体的武装，防止它们引起感染。黏液中的分枝糖分子——聚糖，有能力调节微生物的行为，具有非常广泛和复杂的生物学功能。这项研究发表在《自然微生物学》(Nature Microbiology)杂志上。
完整的黏液蛋白可导致一系列病原体的行为改变
黏液被认为是人体主要的润滑剂和物理屏障。麻省理工学院(MIT)生物工程教授、小马克·海曼(Mark Hyman Jr.)职业发展教授凯瑟琳娜·里贝克(Katharina Ribbeck)和其他人已经证明，粘液实际上可以干扰细菌的行为，阻止微生物附着在表面并相互交流。
Ribbeck想要测试黏液中是否含有聚糖来控制微生物的行为。粘蛋白是黏液形成凝胶的组成部分，形成瓶刷状的结构。与黏液相关的聚糖很少被研究，但Ribbeck认为它们可能在她之前从黏液中观察到的解除微生物的活动中发挥了重要作用。
Ribbeck分离了聚糖并将其暴露于铜绿假单胞菌中。暴露于粘蛋白聚糖后，细菌的行为发生了广泛的变化，使它们对宿主的危害降低了。这种消除微生物的活动对这种细菌产生感染的能力产生了巨大的影响。Ribbeck已经证明用粘蛋白和粘蛋白聚糖治疗假瘤感染的烧伤伤口可以减少细菌的增殖，这表明了这些抗病毒中和剂的治疗潜力。
Ribbeck说:“我们已经看到完整的黏液蛋白有调节作用，可以导致一系列病原体的行为改变，但现在我们可以确定分子机制和负责的实体，即聚糖。”
聚糖对微生物群落的影响
铜绿假单胞菌只是众多被健康的粘液所抑制的条件致病菌之一。Ribbeck现在正在研究聚糖在调节包括链球菌和白色念珠菌在内的其他病原体中的作用，她还在研究识别与聚糖相互作用的微生物细胞表面的受体。
她对链球菌的研究表明，聚糖可以阻止水平基因转移，这是微生物通常用来传播耐药基因的过程。
Ribbeck说，利用粘液的力量也可能导致治疗耐抗生素感染的新方法，因为它提供了一种与传统抗生素互补的策略。“我们在这里发现的是，大自然已经进化出了一种能力，它可以解除难以对付的微生物的武装，而不是杀死它们。这不仅有助于限制产生抗性的选择性压力，因为它们没有找到生存方式的压力，而且还有助于创造和维持一个多样化的微生物群落。”
不仅如此，Ribbeck还怀疑，黏液中的聚糖在决定微生物群落的组成方面也起着关键作用——人体内有数万亿个细菌细胞。这些微生物中有许多对人体有益，而聚糖可能为它们提供所需的营养，或以其他方式帮助它们生长。通过这种方式，黏液相关的聚糖类似于在人奶中发现的许多低聚糖，这些低聚糖还含有大量可以调节微生物行为的糖。
资讯出处：
参考杂志：
Kelsey M. Wheeler, Gerardo Cárcamo-Oyarce, Bradley S. Turner, Sheri Dellos-Nolan, Julia Y. Co, Sylvain Lehoux, Richard D. Cummings, Daniel J. Wozniak & Katharina Ribbeck. Mucin glycans attenuate the virulence of Pseudomonas aeruginosa in infection. Nature Microbiology, 2019 DOI: 10.1038/s41564-019-0581-8
