撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

細胞因子是一類小肽信號分子，它們在調控動物免疫和炎癥反應中發(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胞因子。其中，促炎因子可以啟動炎癥反應、促進病原體清除和組織修復；抗炎因子則可以抑制炎癥反應，防止自身免疫疾病。二者的動態(tài)平衡是機體有效防御且避免自我損傷的關鍵。

自 1991 年以來，研究人員已經發(fā)現多種植物小肽可以作為促炎因子調控植物免疫，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Georg Felix教授團隊合作，在國際頂尖學術期刊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）調控番茄免疫系統(tǒng)的分子機制。AntiSYS 是番茄中的一個天然小肽，它能特異性抑制植物細胞因子系統(tǒng)素的活性，避免植物“過度發(fā)炎”導致的生長發(fā)育異常，從而成為植物免疫穩(wěn)態(tài)調控的關鍵“剎車”。該研究揭示了植物免疫系統(tǒng)調控的新機制，為抗病蟲作物設計提供了重要理論基礎。

對免疫激活的嚴格調控對于植物健康至關重要。然而，植物如何控制其免疫刺激性植物細胞因子的作用，在很大程度上仍不清楚。

在這項最新研究中，研究團隊確認了系統(tǒng)素拮抗肽（AntiSYS）是番茄細胞因子系統(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)素受體的一種強效且特異性的拮抗劑。缺乏 AntiSYS 的番茄突變體表現出生長異常和生殖適應性降低。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，就像動物體內拮抗性白細胞介素控制免疫穩(wěn)態(tài)一樣，AntiSYS 在番茄植株中對植物細胞因子活性的調控也發(fā)揮著至關重要的作用。

該研究的核心發(fā)現：

• 番茄含有 AntiSYS，這是一種強效的植物細胞因子系統(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)育產生嚴重影響。

關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)新中的重大科學與技術問題，從當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鍵技術突破、核心種源創(chuàng)制及大規(guī)模鑒定、重大品種精準設計與培育”的三大使命。

論文鏈接：

https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(25)00866-9