细菌这种小东西居然也能“吐泡泡”,这种泡泡就是外膜囊泡,也叫omv

细菌这种小东西居然也能“吐泡泡”,这种泡泡就是外膜囊泡,也叫OMV。这其实是革兰氏阴性菌用一种特别的方式把自己的细胞膜包起来排出来,大小大概在20到300纳米之间。里面装满了活性蛋白、脂质、核酸还有各种代谢产物。几乎所有的革兰氏阴性菌都会干这事,只是每个菌种排出来的泡泡成分不太一样。早在1963年,科学家就第一次在显微镜下看到了这种泡泡,当时也就是觉得挺有意思的。直到1999年发现这些泡泡里装着很多跟致病有关的东西,大家才真正开始重视起来。 OMV里经常能看到脂多糖、外膜蛋白和各种脂类。革兰氏阴性菌之所以能产生这种泡泡,主要是因为它的细胞壁结构比较特殊。细胞壁外面有一层薄的肽聚糖,外面还包着一层由脂蛋白、磷脂和脂多糖组成的外膜,这层外膜就是OMV的原型。有时候肽聚糖合成不均匀或者有疏水分子插进来,外膜局部就会鼓起来然后断下来形成OMV。还有一种情况是被噬菌体感染后,噬菌体把肽聚糖给降解了,细胞破裂后碎片就会自己组装成内外膜囊泡或者溶菌外膜囊泡。这种情况下产生的EOMVs里面可能会混进细胞质的成分,不像天然的OMV那么纯净。 革兰氏阳性菌其实也能“吐泡泡”,不过它们是细胞被内溶酶破坏后释放出的胞质膜泡,也就是CMVs。至于革兰氏阴性菌的内膜偶尔也会脱下来变成CMVs,具体是怎么回事还没完全搞明白。 OMV有好几种特别厉害的本事。第一个本事就是当毒力快递员,把白细胞毒素、腺苷酸环化酶-溶血素这些毒力因子打包送进宿主身体里去破坏免疫系统。第二个本事是双刃剑,既能激活先天免疫也能安抚免疫细胞,还能当“垃圾袋”清除错误折叠的蛋白或者杀死竞争对手。第三个本事是当环境清道夫,把有毒物质或者错误折叠的蛋白封装起来减轻自己的负担。第四个本事是当生物膜的粘合剂,让细菌抱成一团对抗药物。 现在科研人员把这种囊泡引进实验室用在三大前沿领域。第一个应用是做非复制性疫苗,因为它不能复制但抗原结构天然完整而且脂多糖本身就是个好佐剂,安全又高效已经成了抗感染疫苗的首选。第二个应用是液体活检,致病菌正常都会释放OMV,里面的抗原和宿主受损程度成正比,结合临床指标就能实时监测感染情况提前干预。第三个应用是精准抗菌的新思路,因为OMV里有很多死亡信息素能靶向降解目标菌的细胞壁诱导凋亡。 为了让科学家们更容易“捞”到囊泡做实验,团队开发出了“细菌膜囊泡分离试剂盒”,用亲和树脂层析的办法一次性搞定革兰氏阴性或阳性菌产生的MVs。不用超速离心操作起来简单重复好多样本还能平行处理。电镜图显示试剂盒抓到的囊泡形状像个茶托直径在50到150纳米之间,左边是E.coli的OMV右边是金黄色葡萄球菌的MVs,证明对不同菌种都管用。BCA和NTA检测显示颗粒浓度高纯度好大小分布窄。试剂盒有两种规格一次可以处理10毫升或者40毫升的细菌培养液。