細(xì)胞因子是一類小肽信號分子，它們在調(diào)控動物免疫和炎癥反應(yīng)中發(fā)揮著核心作用。促炎因子和抗炎因子是免疫系統(tǒng)中兩類功能相反的細(xì)胞因子。其中，促炎因子可以啟動炎癥反應(yīng)、促進(jìn)病原體清除和組織修復(fù)；抗炎因子則可以抑制炎癥反應(yīng)，防止自身免疫疾病。二者的動態(tài)平衡是機(jī)體有效防御且避免自我損傷的關(guān)鍵。
自 1991 年以來，研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)多種植物小肽可以作為促炎因子調(diào)控植物免疫，但植物能否利用抗炎因子維持免疫穩(wěn)態(tài)，仍是未解之謎。
2025 年 8 月 21 日，崖州灣國家實驗室王磊博士與德國圖賓根大學(xué) Georg Felix 教授團(tuán)隊合作，在國際頂尖學(xué)術(shù)期刊 Cell 上發(fā)表了題為：A receptor antagonist counterbalances multiple systemin phytocytokines in tomato 的研究論文，崖州灣國家實驗室為論文第一單位，王磊為論文第一作者。
該研究揭示了植物抗炎因子系統(tǒng)素拮抗肽（AntiSYS）調(diào)控番茄免疫系統(tǒng)的分子機(jī)制。AntiSYS 是番茄中的一個天然小肽，它能特異性抑制植物細(xì)胞因子系統(tǒng)素的活性，避免植物"過度發(fā)炎"導(dǎo)致的生長發(fā)育異常，從而成為植物免疫穩(wěn)態(tài)調(diào)控的關(guān)鍵"剎車"。該研究揭示了植物免疫系統(tǒng)調(diào)控的新機(jī)制，為抗病蟲作物設(shè)計提供了重要理論基礎(chǔ)。
對免疫激活的嚴(yán)格調(diào)控對于植物健康至關(guān)重要。然而，植物如何控制其免疫刺激性植物細(xì)胞因子的作用，在很大程度上仍不清楚。
在這項最新研究中，研究團(tuán)隊確認(rèn)了系統(tǒng)素拮抗肽（AntiSYS）是番茄細(xì)胞因子系統(tǒng)素的天然抑制劑。AntiSYS 是一種系統(tǒng)素樣肽，編碼于一個基因簇中，該基因簇還有四個同源基因，其中三個為新發(fā)現(xiàn)的具有激動活性的系統(tǒng)素（促炎因子）--SYS2、SYS3 和 SYS4。
AntiSYS 是系統(tǒng)素受體的一種強(qiáng)效且特異性的拮抗劑。缺乏 AntiSYS 的番茄突變體表現(xiàn)出生長異常和生殖適應(yīng)性降低。而在缺乏功能性系統(tǒng)素受體的植物中，未觀察到這些 AntiSYS 缺乏的癥狀，這表明 AntiSYS 在對抗激動性系統(tǒng)素方面發(fā)揮著作用。因此，就像動物體內(nèi)拮抗性白細(xì)胞介素控制免疫穩(wěn)態(tài)一樣，AntiSYS 在番茄植株中對植物細(xì)胞因子活性的調(diào)控也發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。
該研究的核心發(fā)現(xiàn)：
番茄含有 AntiSYS，這是一種強(qiáng)效的植物細(xì)胞因子系統(tǒng)素（SYS1）的抑制劑；
AntiSYS 是系統(tǒng)素受體 SYR1 的競爭性受體拮抗劑；
AntiSYS 與另外 3 種促炎因子 SYS2、SYS3 和 SYS4 一起編碼在一個基因簇中；
缺乏 AntiSYS 會對植物的生長和發(fā)育產(chǎn)生嚴(yán)重影響。
關(guān)于崖州灣國家實驗室
崖州灣國家實驗室成立于 2022 年 9 月，位于海南省三亞市崖州灣科技城，實驗室聚焦國家糧食安全和種業(yè)創(chuàng)新中的重大科學(xué)與技術(shù)問題，從當(dāng)前重大迫切需求和搶占未來制高點兩個方面出發(fā)，實驗室將扛起"生物育種前沿理論和關(guān)鍵技術(shù)突破、核心種源創(chuàng)制及大規(guī)模鑒定、重大品種精準(zhǔn)設(shè)計與培育"的三大使命。
論文鏈接：
https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00866-9
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