作者:Yasuko Rikihisa 来源:PNAS 发布时间:2013-1-23 10:54:34
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研究发现细菌可利用自噬建立补给
 
自噬是细胞抵御病原体感染的重要程序,近来科学家们发现居然有细菌能够利用自噬建立自己的补给线,这种细菌就是引发人类蜱传病anaplasmosis的Anaplasmaphagocytophilum,Ap。
 
研究人员指出,Ap菌所分泌的蛋白能与白细胞合成的蛋白相结合,在细胞内形成类似自噬体的小囊泡,用宿主细胞的营养供给细菌,使细菌能够持续在白细胞中生长。该研究于近期发表在美国《国家科学院院刊》(PNAS)杂志上。
 
自噬是指细胞消化自身部件的过程,免疫系统能够通过自噬清除细胞内的特定病原体,例如沙门氏菌和志贺氏菌。传统观点一般认为细菌都会竭力躲避这一程序,但Ap菌却可以启动并操纵自噬,使之为己所用。 
 
“这项研究展示了细菌利用天然程序的机制,”领导这项研究的俄亥俄州立大学兽医生物科学教授Yasuko Rikihisa说,“自噬是机体用来抵御病原体的机制,这一过程不会引发炎症,利用自噬的细菌以温和的方式生长,直到最终杀死宿主细胞。。”
 
尽管比较罕见,Ap菌感染对于老年人和免疫系统有缺陷的人来说也可能是致命的,目前主要是用抗生素doxycycline来进行治疗,现在这项研究也为人们提供了治疗新靶标。
 
Ap菌主要感染白细胞中的粒细胞,此前研究人员发现Ats-1蛋白是Ap菌感染中的关键蛋白。而这项新研究显示,Ats-1进入宿主细胞后就会与Beclin 1蛋白结合,而Beclin 1是宿主自噬早期的分子。
 
当这两种蛋白结合时,就会形成小囊泡。研究人员通过一系列实验,发现这些小囊泡具有自噬体的特征,自噬体是细胞准备进行自噬时形成的泡状结构。在正常情况下,自噬体内含有需要回收再利用的营养,Ap菌就是利用这些营养来促进自身生长。
 
Ap细菌的蛋白通过启动自噬体形成打包宿主细胞内的营养,由此为细菌的复制和生长提供了稳定的食物供给。研究人员发现,细菌感染所形成囊泡的内外都具有自噬体的特征蛋白。研究还显示,被感染的细胞中不含有在自噬时负责消化和降解的溶酶体。
 
研究人员发现,Beclin 1缺陷型小鼠中Ap感染水平更低,说明这种蛋白与Ats-1结合对感染有促进作用。他们在体外培养的细胞中使Ats-1过表达,发现细菌的生长效率比对照组高十倍。
 
免疫系统会误以为细菌感染启动的自噬是正常的细胞功能,因此这一过程不会引发炎症,也不会受到机体免疫系统的供给。Ap在粒细胞中稳定生长,直到大量Ap使宿主细胞破裂才会导致强烈的免疫应答。
 
Rikihisa及其同事用化合物3-MA成功阻断了Ap感染时的自噬体形成,使细菌生长急剧下降。虽然3-MA对人类是有毒的,不过研究人员指出以3-MA的结果为基础可以开发出安全的小分子药物。他们还强调,Ats-1能够诱导自噬,可以作为研究复杂细胞过程的重要工具。(来源:生物通 叶予)
 
 
 
 
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