機(jī)體天然免疫系統(tǒng)識(shí)別和感受來自微生物的各種模式分子，在拮抗病原感染致病中起重要作用。天然免疫的核心是存在于細(xì)胞膜上或胞質(zhì)內(nèi)的模式識(shí)別受體（PRR）。實(shí)驗(yàn)室于2014年發(fā)現(xiàn)Pyrin蛋白（遺傳突變導(dǎo)致家族性地中海熱自炎癥疾病）可以作為PRR蛋白感受多種不同細(xì)菌毒素對(duì)機(jī)體Rho家族小G蛋白的修飾和失活，進(jìn)而介導(dǎo)巨噬細(xì)胞炎癥小體（inflammasome）復(fù)合物的組裝和下游炎性蛋白酶caspase-1的激活，啟動(dòng)抗細(xì)菌炎癥反應(yīng)（Xu et al., Nature 2014）。zui近，他們?cè)谘笫[伯克霍爾德菌（Burkholderia cenocepacia）中鑒定出一個(gè)新的六型分泌系統(tǒng)效應(yīng)蛋白，具有全新的脫氨酶活性，修飾和失活宿主Rho蛋白，該修飾作用的結(jié)果同樣也導(dǎo)致Pyrin炎癥小體的激活和并誘導(dǎo)肺部炎癥反應(yīng)以拮抗細(xì)菌感染。
洋蔥伯克霍爾德菌一種條件致病的革藍(lán)氏陰性菌，主要感染肺部的巨噬細(xì)胞。洋蔥伯克霍爾德菌感染健康人一般不會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的疾病，但感染肺囊腫性纖維化（cystic fibrosis）病人會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的肺部病變，甚至致死。在臨床病人和小鼠感染模型中，洋蔥伯克霍爾德菌感染zui大的特征是誘導(dǎo)強(qiáng)烈的肺部炎癥反應(yīng)，但其機(jī)制一直不明。在細(xì)胞水平，洋蔥伯克霍爾德菌和很多病原菌一樣，感染巨噬細(xì)胞會(huì)導(dǎo)致Rho家族小G蛋白的失活，肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架發(fā)生紊亂，細(xì)胞顯示出特征性的形變，這種效應(yīng)*依賴于細(xì)菌的六型分泌系統(tǒng)，對(duì)細(xì)菌在巨噬細(xì)胞內(nèi)存活至關(guān)重要。
利用上述感染誘導(dǎo)的細(xì)胞骨架表型，研究人員通過細(xì)菌轉(zhuǎn)座子遺傳篩選，找到一個(gè)六型分泌系統(tǒng)的效應(yīng)蛋白，命名為TecA，細(xì)菌缺失編碼TecA蛋白的基因后不能誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞發(fā)生特征性細(xì)胞骨架變化。邵峰實(shí)驗(yàn)室在此前的研究中已發(fā)現(xiàn)洋蔥伯克霍爾德菌感染巨噬細(xì)胞可以誘導(dǎo)Rho家族小G蛋白在一個(gè)特定的天冬酰胺殘基發(fā)生脫胺化修飾。順著這個(gè)線索，他們通過一系列的細(xì)胞生物學(xué)和生物化學(xué)的實(shí)驗(yàn)，證明了通過六型分泌系統(tǒng)分泌至宿主細(xì)胞內(nèi)的TecA蛋白對(duì)于細(xì)菌感染誘導(dǎo)的Rho蛋白脫胺化修飾既是必需的也是充分的。通過序列和生物信息學(xué)分析，研究人員發(fā)現(xiàn)TecA在其它一些病原細(xì)菌中也存在同源蛋白，并且和很多已知的蛋白酶或水解酶類似，TecA家族的蛋白序列中含有一個(gè)保守的Cys-His-Asp催化三聯(lián)體，突變這些催化位點(diǎn)殘基都會(huì)使得TecA及其同源蛋白蛋白喪失對(duì)Rho蛋白的脫胺修飾能力。Rho家族小G蛋白包括RhoA, Rac1和Cdc42三個(gè)主要成員，進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，TeA對(duì)Rac1的脫胺修飾是導(dǎo)致巨噬細(xì)胞骨架變化的原因，而其對(duì)RhoA蛋白的修飾和失活則介導(dǎo)了細(xì)菌感染導(dǎo)致的Pyrin炎癥小體的激活。
zui后，在洋蔥伯克霍爾德菌的小鼠感染模型中，團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，TecA對(duì)Rho蛋白的脫胺化修飾和其誘導(dǎo)的Pyrin炎癥小體通路的活化是小鼠發(fā)生嚴(yán)重的肺部炎癥反應(yīng)的決定因素，并且這種炎癥反應(yīng)對(duì)小鼠能夠清除洋蔥伯克霍爾德菌感染和提高感染后的存活率也有重要作用。
該研究為在伯克霍爾德菌屬中發(fā)現(xiàn)和鑒定六型分泌系統(tǒng)效應(yīng)蛋白，并且TecA也是*具有天冬酰胺脫氨酶活性的病原菌效應(yīng)蛋白。和絕大多數(shù)六型分泌系統(tǒng)效應(yīng)蛋白作用于細(xì)菌競爭者不同，TecA是由病原菌分泌到宿主胞至內(nèi)發(fā)揮毒力作用的。另外，本研究也揭示了洋蔥伯克霍爾德菌感染誘導(dǎo)肺部炎癥反應(yīng)的分子機(jī)制，解決了該細(xì)菌和相關(guān)疾病研究中了很長時(shí)期的一個(gè)難題。
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