Human neutrophils release extracellular RNA that modulates Aspergillus fumigatus gene expression across kingdoms.
这项研究表明，人类中性粒细胞释放出多样化的胞外 RNA，包括特定的 miRNA 和 tRNA 衍生片段，这些 RNA 可以跨越界限，作为一种内在抗真菌防御机制的一部分，直接调节真菌病原体烟曲霉（*Aspergillus fumigatus*）的基因表达。
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人体不断受到从细菌到真菌等微观入侵者的围攻，但健康的免疫系统通常能将其阻挡在外。在免疫系统的快速反应者中，中性粒细胞是一种白细胞，充当着第一道防线。当这些细胞遇到威胁时，它们不仅会吞噬并摧毁威胁，还会向周围空间释放一种复杂的分子“汤”，以协调更广泛的攻击。几十年来，科学家们一直知道细胞可以通过化学信号进行通信，但最近一项令人惊讶的发现揭示了它们还利用由微小 RNA 分子携带的遗传指令进行通信。这些 RNA 片段可以在不同物种之间传播，作为一种跨物种的信息传递方式，即宿主细胞可能会向病原体发送一条遗传指令，使其丧失致病能力。这一概念挑战了以往认为 RNA 仅是细胞内部工具的旧观点，转而表明它也可以作为一种武器或信号，在细胞外传播以影响完全不同的生物体的行为。
在一项新的研究中，研究人员调查了人类中性粒细胞是否利用这种 RNA 信息系统来对抗烟曲霉菌（Aspergillus fumigatus），这是一种在免疫功能低下的患者中可能导致严重甚至危及生命的感染的常见霉菌。团队首先从健康志愿者那里采集血液并分离出其中性粒细胞。随后，他们在实验室环境下将这些细胞暴露于真菌孢子中，以观察免疫细胞在反应过程中释放了什么。利用先进的测序技术，他们分析了细胞周围液体中漂浮的遗传物质。他们发现了一种多样化的 RNA 混合物，包括源自转运 RNA 和核糖体 RNA 的片段，但他们注意到一种特定的被称为 Let-7 家族的小 RNA 分子呈现出特别强烈的存在感。已知这些分子在沉默基因方面非常有效，研究人员怀疑中性粒细胞释放它们是为了直接针对真菌。
为了验证这一想法，科学家们将含有这些释放出的 RNA 分子的液体应用于培养皿中生长的真菌菌丝。他们专注于真菌中一个名为 metE 的特定基因，基于其遗传序列，研究人员预测该基因将是人类 Let-7 RNA 的靶点。当真菌暴露在这些中性粒细胞的分泌物中时，metE 的信息水平显著下降，这表明人类的 RNA 已成功进入真菌细胞并阻断了该特定蛋白质的产生。研究人员随后检查了真菌是否需要其自身的内部机制来接收这一信息。他们使用了一种缺乏自身 RNA 沉默蛋白的真菌菌株，并预期如果没有这些内部工具，人类的 RNA 将不会产生任何影响。令人惊讶的是，即使在缺乏真菌自身机制的情况下，人类的 RNA 仍然沉默了真菌基因，这表明人类分子可能是直接发挥作用，或者利用了另一种未知的途径来完成这项工作。
为了确认这种效应确实是由人类 RNA 与真菌基因之间的特定匹配引起的，团队创建了一个目标位点被轻微改变的人类 RNA 作用靶点的真菌版本。当他们用相同的中性粒细胞分泌物处理这种改良后的真菌时，沉默效应消失了。真菌基因保持活跃，证明了人类的 RNA 确实是在针对该特定序列进行抑制。研究还表明，无论中性粒细胞当前是否正在对抗感染，它们都维持着这种抗微生物 RNA 环境，这表明它们处于一种持续待命的状态。虽然研究人员指出这种效应在不同的人类捐赠者之间略有差异，但核心发现保持一致：人类免疫细胞释放的 RNA 可以跨越物种屏障，并直接改变危险真菌病原体的基因表达。这一发现为我们了解人体如何防御自身开辟了新窗口，表明对抗感染的战斗涉及一种复杂的遗传信息交换，这种交换远远超出了简单的物理攻击。
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