细菌分泌的蛋白质片段能杀死肺细胞
2020-03-26   阅读:1491  

一项来自伊利诺伊大学香槟分校和日本三重大学的最新研究显示,一种细菌蛋白片段在肺纤维化中引发肺组织死亡,因为发病原因不明,肺纤维化成为了一种影响全球数百万人的神秘疾病。

由伊利诺伊州微生物学和动物科学教授Isaac Cann以及日本三重大学免疫学教授Esteban Gabazza博士领导在Nature Communications杂志上发文。Cann和Gabazza隶属于伊利诺伊州Carl R.Woese基因组生物学研究所。

“我们在肺纤维化患者的肺中发现了嗜盐细菌,这些细菌分泌一种肽,接触这种肽的肺细胞会死亡。”Cann说。

在肺纤维化患者中,肺组织逐渐疤痕化和硬化,确诊后只有3-5年的寿命。某些环境因素、感染或药物与该疾病的发病有关;然而,大多数病例的病因不明。这些神秘的病例被称为特发性肺纤维化(IPF)。据IPF基金会统计,美国每年约有5万名患者死于IPF,比死于全球癌症第二杀手乳腺癌的人数还要多。

这种疾病进展缓慢,直到病人呼吸迅速恶化,肺功能丧失,这一阶段称为急性加重期。然而,医生不知道是什么引起原本稳定的病人急性恶化。

“半数以上的IPF患者死于急性加重期,”Gabazza说。他说,那些在急性恶化事件中幸存下来的人中,只有50%的人活了4个月以上。

先前的研究发现,某些细菌,如嗜盐单胞菌、葡萄球菌和链球菌,在IPF患者的肺中增殖,这可能是由于患者肺内衬中含有大量的盐。研究人员想知道这种细菌是否在急性恶化中起作用,所以他们在含盐的环境中培养了与纤维化肺组织相关的细菌,并研究了细菌分泌的物质。

他们发现了一种由尼泊尔葡萄球菌分泌的小肽,能迅速杀死肺细胞。他们给肽取名为corisin。

为了证实corisin是导致病情恶化的罪魁祸首,Gabazza的研究小组对IPF模型小鼠进行了一项实验。他们比较了给小鼠注射corisin本身,感染分泌corisin的尼泊尔葡萄球菌,感染不分泌corisin的葡萄球菌和未经处理的对照组。他们发现,给小鼠注射corisin或感染分泌corisin的细菌,其急性恶化的迹象要明显得多。

他们还研究了来自人类患者的肺组织样本,发现那些经历过急性加重期的患者的肺中含有较高水平的corisin。

Cann的研究小组随后对尼泊尔葡萄球菌的基因组进行了搜索,以找出corisin的来源。他们发现它是从一个较大的蛋白质上切下的片段。他们在肺组织上测试了这种大蛋白质,发现它没有该片段的破坏性。

“就像特洛伊木马,”Cann说,“任何人试图描述这种大蛋白的特性来发现它的功能都不会知道它里面隐藏着这种破坏性的元素。微生物制造出多肽,然后把它的一小部分切出来,即corisin,然后致命3。”

下一步,研究人员希望能鉴定出从大蛋白质中切出corisin的酶。他们的目标是创建阻止它的物质-可以有效地闩上特洛伊木马的门。他们还计划确定哪些其他细菌会产生corisin或类似的肽,并研究其他类型的纤维化,如肾脏和肝脏,以确定corisin或其他细菌制剂是否在这些疾病中起作用。

“急性恶化的原因是细菌衍生物,我们有了一个可以战斗的敌人,”Gabazza说,“在病人方面,这一新发现可以减轻对抗‘未知入侵者’的心理压力,而在医生方面,这可以促进治疗和药物开发策略的发展。” 

原文检索:Systems analysis of RhoGEF and RhoGAP regulatory proteins reveals spatially organized RAC1 signalling from integrin adhesions

#细菌
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