MIT发现黏蛋白可关掉沙门氏菌致病基因，研发合成黏蛋白治疗腹泻

长期以来，人们对“黏液”（mucus）的印象往往停留在“黏糊糊”的物理屏障。但实际上，黏液并不仅仅是粘稠的保护层，其中富含一类叫做“黏蛋白”（mucin）的特殊分子。这些分子呈瓶刷状，由复杂的糖链与蛋白主链组成，不仅能形成屏障，更具备“化学武器”的功能，能够削弱病原体的攻击力，帮助机体抵御感染。

近日，麻省理工学院（MIT）的研究人员在 Cell Reports 期刊发表的一项研究中，首次发现肠道中的某些黏蛋白能够主动“关闭”沙门氏菌的致病基因，从而阻止这种常见的食源性细菌感染。这一发现为未来开发合成黏蛋白、预防腹泻性疾病开辟了全新路径。

研究团队希望在未来能够模仿这种天然防御机制，研发人工合成的黏蛋白，并将其应用于士兵、旅行者和其他易感人群，帮助他们预防或缓解由沙门氏菌等致病菌引发的腹泻性疾病。

黏蛋白：天然的抗菌“武器库”

过去十多年里，MIT 生物工程学教授 Katharina Ribbeck 及其团队持续揭示黏蛋白在免疫防御中的关键作用。他们发现，黏蛋白能够抑制霍乱弧菌（Vibrio cholerae）、铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）和白色念珠菌（Candida albicans）等病原体的毒力。

此次，他们的研究重点放在了沙门氏菌（Salmonella enterica）上。这是一种常见的食源性病原体，通常通过食用生的或未完全煮熟的食物，以及饮用受污染的水进入人体，是引起腹泻、痢疾乃至食物中毒的主要原因之一。

要感染宿主细胞，沙门氏菌必须启动一整套“武器库”——其中最核心的是一种称为 Ⅲ 型分泌系统（T3SS）的装置。它能形成针状结构，将细菌蛋白质直接注入宿主细胞，进而“劫持”宿主功能。这些蛋白质由一段名为沙门氏菌致病岛 1（SPI-1）的 DNA 片段编码，是病菌入侵的关键。

MIT 研究人员发现，当沙门氏菌暴露于肠道中常见的黏蛋白 MUC2 时，它竟然停止了 SPI-1 基因的表达，从而无法再感染宿主细胞。进一步研究揭示，MUC2 通过抑制一种细菌调控蛋白 HilD 来实现“关机”效果。HilD 是 SPI-1 基因的“总开关”，一旦它被阻断，沙门氏菌就丧失了攻击能力。

更有趣的是，计算机模拟显示，MUC2 中的糖链（特别是 GlcNAc 和 GalNAc 等单糖成分）能够结合 HilD 蛋白的特定位点，但单独的糖分子并不能关掉 HilD，只有当它们依附在黏蛋白的主链上时，才会触发“熄火”效果。

沙门氏菌必须启动一整套“武器库”——其中最核心的是一种称为 Ⅲ 型分泌系统（T3SS）的装置。它能形成针状结构，将细菌蛋白质直接注入宿主细胞，进而“劫持”宿主功能。这些蛋白质由一段名为沙门氏菌致病岛 1（SPI-1）的 DNA 片段编码，是病菌入侵的关键。

不仅如此，研究人员还发现，胃中常见的另一种黏蛋白 MUC5AC 也具备相同功能。这意味着，黏蛋白可能对一类依赖 HilD 调控的肠道病原体（不仅仅是沙门氏菌）都具有广谱抑制作用。

从天然防御到合成药物

这一发现让研究团队萌生了一个大胆的想法：既然人体天然的黏蛋白能够有效防御病菌，能否通过人工合成来补充或增强这套系统？

研究人员指出，在小鼠实验中，沙门氏菌往往偏好感染黏液层较薄甚至缺失的肠段区域，这正是人体天然防御的“薄弱点”。如果能够通过外源补充合成黏蛋白，就有可能在人为薄弱的地方“加厚”黏液屏障，从而预防感染。

未来，研究人员的应用设想包括：口服补充剂：将合成黏蛋白加入口服补液盐中。口服补液盐本是用于治疗腹泻所致脱水的常见配方，如果在其中加入黏蛋白，不仅能补充水分和电解质，还能同时增强防御力；旅行者专用片剂：制成可咀嚼的片剂或胶囊，在前往高风险地区（如部分发展中国家）前服用，起到“暴露前预防”的作用。这对于预防“旅行者腹泻”尤其有潜在价值。

“黏蛋白仿制物特别适合做预防性应用，因为黏液本身就是身体进化出的先天免疫系统的一部分，用来在感染发生之前就阻止它。”论文第一作者之一 Kelsey Wheeler 博士说。

当然，要让合成黏蛋白真正走向临床和市场，还需要更多验证，包括安全性测试、大规模生产工艺以及监管审批。但可以肯定的是，这一方向不仅拓展了合成生物学和材料科学的边界，也为全球公共健康问题提供了新的答案。

1.https://news.mit.edu/2025/study-shows-mucus-contains-molecules-that-block-salmonella-infection-0925