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浙大学者《科学》发文:致命细菌如何让细胞动弹不得

发布时间: 2017-10-27 17:45:23 来源: 浙江在线 浙江在线记者 曾福泉 通讯员 周炜 朱原之 卢绍庆

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  浙江在线10月27日讯(浙江在线记者 曾福泉 通讯员 周炜 朱原之 卢绍庆)在处理海鲜时扎破手、从而导致生命危险的凶险案例中,创伤弧菌扮演了罪魁祸首的角色。这种俗称“吃人肉细菌”的病原细菌进入人体后能迅速引发败血症、组织坏死等,致死率极高。它究竟是如何做到的?浙江大学科学家的最新发现揭示了这类病原菌如“定身法”般的险恶手段。

  浙大生命科学研究院朱永群教授团队10月27日发表在著名期刊《科学》的论文表明,创伤弧菌和霍乱弧菌等致病菌会分泌毒素,能够“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,将有助于研发针对性的新型抗菌药物。

  创伤弧菌、霍乱弧菌等病原菌分泌的毒素中广泛存在着名为RID的效应因子,它能够锁定并“冻”住宿主细胞中名为Rac1的关键信号分子。详细的过程是,RID特异地识别Rac1后,会对其进行修饰,修饰后的Rac1多了一些长长的“脂肪链”。这些“链条”不但让Rac1滞留在细胞膜不能动弹,还屏蔽了Rac1重要的功能区域,阻断了它与上下游的信号传递。这样一来,关键信号分子Rac1就像被RID点了穴,束缚了“手脚”。

  Rac1平时循环于细胞膜和细胞质之间,作为一种关键信号分子,参与肌动蛋白细胞骨架的信号调节。就像人类有了骨骼才能运动,肌动蛋白细胞骨架不但支撑出细胞的形状,并为其实现迁移、变形等功能提供了基础。此外,Rac1还参与细胞产生抗菌氧自由基的产生。Rac1被“冻”住后,无法调节肌动蛋白细胞骨架的信号通路,宿主细胞的结构和功能就遭到破坏。

  在感染实验中,朱永群团队清晰地证实,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。巨噬细胞作为最重要的天然免疫细胞之一,广泛存在于我们的身体中,它们原本舒展着身体,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,它们就变形为圆乎乎的毫无用处的“球”,为细菌进一步入侵机体开辟了通途。这就是创伤弧菌和霍乱弧菌等抵抗宿主免疫防御的一个重要“杀手锏”。

  朱永群团队的研究不仅促进了人类对于致命细菌致病机制的深入了解,而且也加深了人们对于宿主本身细胞信号转导通路的认识。

  “75%感染创伤弧菌的患者会在48小时内死亡,目前用于治疗创伤弧菌的抗生素效果还不是很理想。同时,霍乱弧菌等病原菌的耐药性也越来越强。” 朱永群说,研究发现,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,这一发现将有利于我们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。

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