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膽固醇與微生物的感染

膽固醇與微生物的感染

微生物及免疫學科 賴志河教授

人體的膽固醇 (cholesterol) 除由食物攝取外,也可自行於肝臟合成。眾所周知,血液中膽固醇過高與心血管疾病的發生有正相關性,近年有越來越多的文獻報告指出,細胞膽固醇的含量與微生物感染有密切的關係,以下簡單介紹膽固醇在人體細胞受細菌感染所扮演的角色。

膽固醇與飽和脂肪酸可在細胞膜上形成液態整齊 (liquid-ordered) 的狀態。這種脂質聚合物可以構成動態且具有規則並緊密包裹於細胞膜內的脂質筏 (lipid rafts)。脂質筏又稱為富含膽固醇微區域 (cholesterol-rich microdomains),其結構非常穩定,因此可以抵抗一些清潔劑的作用,例如以 Triton X-100 在低溫的狀態下處理細胞,細胞膜上的脂質筏並不會被溶解,因而形成所謂的抗清潔劑膜 (detergent-resistant membrane)。在這種穩定的結構中,不僅含有膽固醇與磷脂質,尚含多種複雜的蛋白質,這些蛋白質有的提供細胞訊息的傳遞,有的則使脂質筏形成更穩定的結構,有的則成為微生物感染細胞的途徑。目前已知脂質筏不但提供並放大活化細胞的訊息傳遞,而且可以使細胞骨架重組、細胞膜凹陷,因而有助於細胞執行內噬作用 (endocytosis)。近年來有更多研究報告指出脂質筏亦可提供微生物感染細胞的一種新途徑,這些可以藉由脂質筏而感染宿主細胞的微生物包括細菌、細菌毒素與病毒,甚至連傳染性蛋白 (prion) 亦可與脂質筏作用而進入人體細胞。微生物一旦藉由脂質筏進到宿主細胞內,可能使細胞膜裂開與細胞骨架重組而讓後來的微生物更易進入該細胞,循此途徑入侵細胞之微生物也可避免細胞內溶小體 (lysosome) 的分解作用,因此脂質筏提供一個微生物感染宿主細胞非常有利的途徑。例如:志賀氏桿菌 (Shigella flexneri) 和綠膿桿菌 (Pseudomonas aeruginosa) 就是利用與脂質筏的路徑感染人體。有些細菌的致病毒素,如霍亂毒素 (cholera toxin),也藉由脂質筏的攜帶而對宿主細胞產生病理效應。另外多種病毒,如 C 型肝炎病毒 (hepatitis C virus)、痘苗病毒 (vaccinia virus) 及人類免疫缺陷病毒 (human immunodeficiency virus) 等 ,在感染與(或)複製的過程中,都和脂質筏有緊密的互動。

雖然越來越多的研究已經證實膽固醇對於微生物感染細胞提供很大的幫助,但是位於膽固醇微區域中微生物專一的接受器尚有許多未知之處,如能進一步找出微生物 如何利用膽固醇微區域的接受器而感染宿主,相信可以開發出更新更有效的治療藥物來預防微生物的感染。

 

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