摘要：近日，《细胞》（Cell）杂志发表了一项由我国科学家团队完成的开创性研究，揭示了细菌感染宿主细胞的新模式。研究表明，细菌在感染上皮组织时，并非随机分布，而是倾向于侵袭那些细胞牵引力较大的区域。这一发现不仅深化了我们对细菌感染机制的理解，还为开发新型抗菌疗法提供

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近日，《细胞》（Cell）杂志发表了一项由我国科学家团队完成的开创性研究，揭示了细菌感染宿主细胞的新模式。研究表明，细菌在感染上皮组织时，并非随机分布，而是倾向于侵袭那些细胞牵引力较大的区域。这一发现不仅深化了我们对细菌感染机制的理解，还为开发新型抗菌疗法提供了新的思路。

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以往人们普遍认为，细菌感染是随机发生的。然而，这项由中国农业大学朱奎、北京大学黄建永和中国科学院深圳先进技术研究院黄术强领导的研究团队发现，事实并非如此。他们利用微接触印刷技术制作了不同形状的模式化上皮单细胞层，模拟真实的上皮组织环境。实验中，研究人员用荧光标记的金黄色葡萄球菌感染这些细胞层，结果令人惊讶地发现，细菌更倾向于聚集在细胞层的边缘。

进一步实验表明，这种偏好不仅限于金黄色葡萄球菌，其他知名致病菌如耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）和耐万古霉素肠球菌（VRE）也表现出类似的感染模式。

为什么细菌会优先选择这些特定区域？研究者分析发现，细胞层边缘的细胞牵引力更强，相应的肌球蛋白II水平也更高。通过使用肌球蛋白II的拮抗剂和激动剂处理细胞，研究人员证实了这一点：拮抗肌球蛋白II后，细菌不再偏好边缘区域。

接下来，研究者将目光投向了机械敏感离子通道蛋白——Piezo1。这是一种能够响应机械力并转导生物信号的重要蛋白质。实验结果显示，Piezo1在高牵引力区域显著富集，并且与细菌存在明显的共定位现象。此外，激活肌动蛋白II会增加Piezo1在边缘区域的富集，而抑制则会减少其富集。

深入研究发现，Piezo1不仅在高牵引力区域富集，还会与肌动蛋白合作形成囊泡，帮助细菌进入细胞，完成感染过程。这一发现解释了为何细菌更倾向于攻击这些区域——它们利用Piezo1作为“帮凶”，更容易突破宿主防线。

为了验证这一机制在三维环境中是否同样适用，研究人员在模拟肠道环境的隐窝样结构中进行了测试。结果显示，超过70%的病原菌定植在这些隐窝样结构中。

既然细菌有聚集倾向，那么能否利用这一点进行精准打击呢？研究人员尝试了载药纳米粒子（NPs）递送抗生素利奈唑胺（LZD），以提高局部抗生素浓度。实验结果显示，约60%的NPs成功递送到隐窝样结构中，显著提升了抗菌效果。

在小鼠的肠道VRE感染模型中，NPs递送的利奈唑胺治疗效果远优于普通给药方式。治疗后，病原菌载荷减少了99%，并且感染引起的组织损伤也得到了显著改善。

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这项研究不仅揭示了细菌感染的一个全新机制，还提出了一种创新的治疗策略——通过靶向高牵引力区域，提高局部抗生素浓度，实现更有效的杀菌效果。未来，基于这一发现，研究人员可以开发出更多针对不同细菌感染的精准治疗方案，为抗击耐药菌提供有力武器。

总之，该研究为我们理解细菌感染机制带来了新的视角，并为开发更加高效、安全的抗菌疗法指明了方向。

参考

Han, Yiming, et al. "Tissue geometry spatiotemporally drives bacterial infections." Cell (2025).

来源：健康去哪儿了呢