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微生物所刘翠华课题组在结核分枝杆菌入侵机制方面取得新进展
2017-11-27 | 作者: | 【 】 【打印】【关闭
    结核病(TB)是由结核分枝杆菌(M. tuberculosis, Mtb)引起的一种古老的慢性传染病,至今仍是全球死亡人数最多的单一传染病。目前全球每年新出现的肺结核患者约800-1000万,每年因肺结核死亡的人数约200-300万(WHO, 2017)。中国科学院微生物研究所刘翠华研究团队一直致力于研究Mtb等重要病原菌与宿主相互作用的分子机制,近年来先后在Nature Immunology Nature Communication The Journal of Immunology等杂志发表系列研究工作,发现了Mtb通过调控宿主细胞功能促进对宿主固有免疫逃逸及肺癌发生发展的新机制,并揭示了病原菌与宿主间相互博弈的动态过程及分子机制,为抗结核药物研发提供了新思路和特异靶点。

 作为一种胞内致病菌,结核分枝杆菌可经空气被吸入肺泡,随后被肺泡细胞所吞噬。建立感染的第一步是病原菌对宿主细胞的入侵,侵入机体的结核分枝杆菌能在肺泡巨噬细胞内存活并繁殖。巨噬细胞表面存在多种能被致病菌识别的受体,致病菌能识别并利用细胞表面特异性受体完成对宿主细胞的入侵。侵入宿主细胞对致病菌的生长、传播和致病性尤为重要,阻断入侵也是控制感染的有效机制。深入探究结核分枝杆菌入侵宿主细胞的机制能为抗结核病新药的设计和研发提供新的分子靶标。

       Mtb基因组中共有四个mcemammalian cell entry)操纵子(mce1-4),其编码的蛋白组成一大类Mce家族。由于Mce家族蛋白可特异性地结合小分子化合物,并且它们在人基因组中无同源基因,因而是一种理想的潜在药靶。以往研究提示mce3操纵子可能在结核分枝杆菌的致病过程中起重要作用,但该操纵子编码的单个蛋白分子的确切功能尚不清楚。刘翠华研究团队揭示了结核分枝杆菌Mce3C蛋白主要定位在细菌细胞表面,能以一种真核样RGD模序依赖的方式促进分枝杆菌对巨噬细胞的粘附和入侵;同时,该团队利用酵母双杂交系统筛选出了Mce3C潜在的宿主相互作用蛋白—β2整联蛋白。进一步的研究证实了结核分枝杆菌Mce3C蛋白能直接作用并通过存在于细胞表面的β2整联蛋白激活SFKs-Syk-Vav-Rho-ROCK信号轴,并引起细胞骨架的重排进而促进分枝杆菌对巨噬细胞的入侵(请见附图)。这些新的研究成果有助于进一步阐明结核分枝杆菌侵入宿主细胞的分子机制,同时为抗结核药物设计提供了新靶点。

相关研究成果已于近日发表在Cellular Microbiology杂志上,题为M. tuberculosis Mce3C promotes mycobacteria entry into macrophages through activation of β2 integrin-mediated signaling pathway”刘翠华课题组的硕士研究生张勇为该文章的第一作者,刘翠华研究员为该文的通讯作者。该研究得到了国家科技部、国家自然科学基金委、北京市自然科学基金委和中科院的资助。


                        结核分枝杆菌Mce3C利用宿主细胞表面受体入侵的作用模式图
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