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中国科学家揭示病原菌攻击宿主细胞新机制

发布时间:2017-11-10

创伤弧菌是一类让人类谈“菌”色变的病原细菌,如处理海鲜时如不小心扎了手,创伤弧菌就有可能趁虚而入,迅速引发败血症、组织坏死等,致死率极高。浙江大学生命科学研究院教授朱永群团队近日发现这类病原菌的一项“攻术”,它分泌的毒素会定向“冻”住宿主细胞的信号通路,让细胞动弹不得甚至“散架”。

该项研究推动了人们对于病原菌致病分子机制的深入理解,加深了对于宿主本身细胞信号转导通路的认识,将有助于研发针对创伤弧菌和霍乱弧菌等致病菌的新型抗菌药物。

创伤弧菌、霍乱弧菌等病原菌会分泌一类MARTX毒素,这类毒素由4000多个氨基酸残基组成,它穿过细胞质膜时,会把自己“切割”成一小段一小段进入到细胞质中,RID就是其中的一个,它在MARTX毒素家族中广泛存在。

Rac1是循环于细胞膜和细胞质之间的关键信号分子,参与肌动蛋白细胞骨架的信号调节。肌动蛋白细胞骨架不但支撑细胞的形状,并为迁移、变形等运动功能提供了基础。此外,Rac1还参与细胞产生抗菌氧自由基的产生。

RID在细胞里特异识别Rac1后锁定并修饰Rac1,修饰后的Rac1多了一些长长的“脂肪链”。这些“链条”让Rac1滞留在细胞膜不能移动,阻断了上下游的信号传递。Rac1无法调节肌动蛋白细胞骨架的信号通路,从而破坏了细胞的结构和功能。

巨噬细胞作为最重要的天然免疫细胞之一,原本灵活地追逐吞吃入侵的细菌,并释放抗菌氧自由基。但一旦被MARTX毒素的效应因子RID得逞,就变形成为毫无用处的“球”,为细菌进一步入侵机体开辟了通途。

在感染实验中,研究团队证实了,RID有效地抑制了由Rac1调节的巨噬细胞免疫吞噬作用、细胞迁移和抗菌氧自由基的产生。缺失了RID基因的创伤弧菌完全不能使感染的小鼠死亡。说明RID对创伤弧菌的致病性至关重要,是病原菌抵抗宿主免疫防御的一个重要“杀手锏”。这一发现将有利于研发有效的针对创伤弧菌及霍乱弧菌等病原菌的新型抗菌药物。

(信息来源:生物谷)