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发布时间:2019-01-18

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Nature Microbiology:铜绿假单胞杆菌引发慢性肺脏感染新机制

铜绿假单胞杆菌(Pseudomonas aeruginosa)是一种重要的条件致病菌,可以引起动植物以及人类多种器官发病,在烧伤患者、肺脏囊胞性纤维症患者、慢性阻塞性肺病和支气管扩张较等免疫功能不全的患者中尤为常见,对大众健康具有较大的威胁。铜绿假单胞杆菌与其它临床致病菌相比具有相对较大的基因组,因此该菌能够以复杂多变的胞内调控机制适应环境,可利用不同的胞内代谢和毒力系统导致急性和慢性肺脏感染。

四川大学华西医院周西坤副研究员团队、四川大学生命科学学院张修月教授团队团队在《Nature Microbiology》上发表了一篇题为《TesG is a type I secretion effector of Pseudomonas aeruginosa that suppresses the host immune response during chronic infection 》的文章,文章揭示了铜绿假单胞杆菌引发慢性肺脏感染的一种新机制。赵克雷博士(现任成都大学特聘副研究员)是本论文第一作者,周西坤副研究员和张修月教授为共同通讯作者。

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研究人员成功构建小鼠急性和慢性肺脏感染动物模型,通过原位转录组测序对铜绿假单胞杆菌在两种不同入侵模型中的表达谱进行分析,发现在慢性肺脏感染中,铜绿假单胞杆菌可以通过群体感应(Quorum-sensing)系统调控一种命名为TesG的效应蛋白的合成,而后通过I型分泌系统Tes-T1SSTesG蛋白分泌到细菌胞外环境。在将该效应蛋白TesG敲除后,铜绿假单胞杆菌介导的小鼠肺脏慢性感染能力显著降低。

深入机制研究发现:TesG蛋白可由真核细胞网格蛋白介导的内吞作用进入巨噬细胞胞内,并通过竞争性抑制真核细胞small GTPase家族蛋白(如RhoA)的激活,从而抑制下游一系列的细胞炎症反应,如炎症细胞的募集、巨噬细胞细胞的骨架重排以及粘附和吞噬能力。

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该研究揭示由铜绿假单胞杆菌I型分泌系统分泌的新型效应蛋白TesG,通过抑制宿主免疫反应从而导致细菌性肺脏慢性感染的形成和维持,也进一步证实真核细胞small GTPase在病原菌—宿主互作过程中扮演重要角色,提示靶向干预TesGsmall GTPase的抑制可为治疗铜绿假单胞杆菌导致的慢性肺脏感染提供新的策略。

在研究过程中,研究团队使用了Novoprotein的重组肠激酶(Enterokinase,目录号:PE001)。肠激酶(Enterokinase, light chain)是一种高度专一性识别 Asp-Asp-Asp-Asp-Lys序列的蛋白酶,在LysC端水解多肽。它可以将胰蛋白酶原转变为胰酶,也可以将带有这个识别序列的融合蛋白切开。

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