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2号站研究表明衣原体病原体是如何侵入人体细胞的

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与来自巴黎和慕尼黑的科学家一起,在约翰内斯·海格曼教授和卡特亚·莫勒肯博士的领导下,二号站平台一组研究人员在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上发表了这些发现。
 
感染人类的衣原体有两种:沙眼衣原体和肺炎衣原体(Cpn)。前者会引发性疾病,而Cpn则会导致上呼吸道和下呼吸道的急性感染。Cpn还与各种慢性疾病有关,如支气管炎和哮喘,以及肺癌、阿尔茨海默病和动脉粥样硬化。大多数德国人在他们的一生中都会感染这些细菌。
 
为了侵入人体细胞,衣原体必须首先穿透人体细胞膜,即所谓的“质膜”(PM)。该膜包括脂质双分子层,其中含有蛋白质。通过缩进PM的部分,细胞可以将周围环境中的液体和颗粒吸收到细胞内部,这一过程被称为“内吞作用”。
 
像衣原体这样的病原体也需要进入细胞内部,它们为了自己的目的劫持内吞机制。HHU功能微生物基因组研究所的约翰内斯·海格曼教授的工作小组现在已经确定了一种衣原体蛋白,它在Cpn进入人类细胞的过程中起着决定性的作用。这种蛋白质被命名为SemC,它是由赫格曼教授的工作组的吉多·穆尔拉博士发现的。
 
在第一步,衣原体成功地将SemC分泌到宿主细胞中。来自巴黎巴斯德研究所的研究员们证明了SemC是由细菌直接运输到细胞内部的,2号站注册登录这是许多致病菌使用的一种类似于“蛋白针”的机制。一旦进入细胞,蛋白质就会与PM的内侧结合并改变其局部结构。这就改变了薄膜的设计,使它比正常情况下弯曲得更厉害。Katja Moelleken博士说:“有了SemC,我们发现了第一种感染因子的蛋白质,它可以通过这种方式改变PM。”
 
由SemC触发的更明显的膜曲率会导致身体自身的蛋白质SNX9结合到这个位置,在那里它结合到弯曲的膜和等待在那里的SemC,从而进一步放大曲率。SNX9蛋白是人体细胞内吞过程的关键,因为它在缩进的PM处构建肌动蛋白细胞骨架。由SemC引起的SNX9与PM结合,使衣原体通过PM弯曲部分的内吞作用从细胞外进入细胞,并在细胞内继续繁殖。Sebastian Haensch博士强调:“因此,宿主细胞的PM结构是促进病原体感染细胞的一个重要因素。”Dominik Spona补充道:“通过这种方式,细菌基本上创造了自己进入细胞的大门。”
 
本课题组进一步发现了Cpn诱导的SNX9与SemC相互作用的重要证据。位于慕尼黑的德国神经退行性疾病中心的科学家们制造出了大量减少了SNX9蛋白的人类细胞。Dominik Spona解释说:“在这些细胞中,Cpn更难以利用内吞作用穿透质膜并感染细胞。”
 
这一发现为治疗衣原体感染和开发早期对抗细菌的靶向疫苗开辟了新的可能性。
 
工作小组主席海格曼教授说:
 
一旦精确的机制被解码,就可以确定潜在的攻击点来阻断这一机制,例如通过抑制SemC与PM或机体自身的SNX9蛋白的结合。”
 
杜塞尔多夫的研究工作是作为Manchot博士奖学金和杜塞尔多夫企业家基金会博士奖学金的一部分进行的。其他部分是在杜塞尔多夫的合作研究中心1208 (SFB 1208)和高级成像中心的合作框架内产生的。

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