Nat Commun：微生物所揭示结核分枝杆菌与宿主相互作用的分子机制

2017-08-18 佚名 中国生物技术网

微生物结核分枝杆菌宿主相互作用分子机制

由结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis, Mtb）引起的结核病是一种古老的慢性传染病，并且至今仍是全球死亡人数最多的单一传染病。据世界卫生组织（WHO）报道：2015年全球有1040万新发结核病患者，有180万人死于结核病。


图1. Mtb PtpA可进入宿主细胞核内

图2. 宿主细胞核内的Mtb PtpA抑制固有免疫功能并促进肿瘤细胞增殖的机制示意图

由结核分枝杆菌（Mycobacterium tuberculosis, Mtb）引起的结核病是一种古老的慢性传染病，并且至今仍是全球死亡人数最多的单一传染病。据世界卫生组织（WHO）报道：2015年全球有1040万新发结核病患者，有180万人死于结核病。Mtb是一种胞内病原菌，可分泌多种效应蛋白至宿主细胞中，进而干扰细胞信号通路和生物学功能，最终促进病原菌在宿主细胞中的存活并导致宿主细胞病变。中国科学院微生物研究所刘翠华课题组长期致力于研究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, The Journal of Immunology 等杂志发表系列研究工作，发现了Mtb通过分泌一系列效应蛋白调控宿主细胞功能进而逃逸宿主固有免疫清除的新机制，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。

近年来，越来越多的研究表明病原微生物（包括多种病毒和细菌等）感染引起的慢性炎症可增加肿瘤发生发展的危险性，有关感染相关的慢性炎症诱发肿瘤的分子机制研究已成为当前生物医学领域的热点之一。然而，Mtb导致的慢性感染与肺癌的相关性至今尚无定论，关于Mtb效应蛋白在肿瘤发生发展中的分子调控机制更是知之甚少。刘翠华课题组之前的研究表明：Mtb效应蛋白PtpA（一种真核样酪氨酸磷酸酶）可被分泌至宿主细胞中结合泛素分子并被后者激活，进而去磷酸化宿主的p-JNK和p-p38并抑制JNK/p38信号通路的激活；同时PtpA还能以磷酸酶活性非依赖性的方式抑制NF-κB信号通路的激活（Nature Immunology, 2015）。进一步的研究发现PtpA的宿主互作蛋白TRIM27（一种泛素连接酶）可作为宿主限制因子抑制分枝杆菌在巨噬细胞内的存活，而PtpA则可通过结合TRIM27蛋白的RING结构域而拮抗TRIM27介导的抗病原菌感染免疫功能（Scientific Reports, 2016）。最近，该课题组又发现PtpA不仅可在宿主细胞质中调控固有免疫信号通路，还可进入宿主细胞核内（图1）。ChIP-seq分析结果提示：PtpA在宿主细胞核内可调控一系列宿主基因的表达，这些基因主要涉及免疫调控（如TNFRSF8）以及细胞增殖和迁移（如GADD45A）等生物学功能。进一步研究发现PtpA可直接结合至GADD45A基因的启动子区并抑制该基因的转录，并进而促进人非小细胞肺癌A549细胞的增殖和迁移能力及其在裸鼠中的成瘤能力，且该调控功能依赖于PtpA的DNA结合能力而不依赖于其磷酸酶活性。此外，受PtpA调控的宿主细胞核内的潜在靶基因中还包括某些与肿瘤发生发展密切相关的非编码RNA基因（如miR-488、CASC2和miR-622）（图2）。该研究发现了首个可进入宿主细胞核内调控宿主免疫及细胞增殖功能的Mtb效应蛋白PtpA，揭示了Mtb可通过其分泌的效应蛋白在特定情况下促进肺癌发生发展的分子机制。

相关结果已在国际期刊《自然-通讯》（Nature Communications）在线发表，题为The mycobacterial phosphatase PtpA regulates the expression of host genes and promotes cell proliferation。刘翠华课题组的助理研究员汪静、研究生葛浦浦为该文章的共同第一作者，刘翠华为该文的通讯作者。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。

原始出处：

Wang J, Ge P, Qiang L，et al.The mycobacterial phosphatase PtpA regulates the expression of host genes and promotes cell proliferation.Nat Commun. 2017 Aug 15;8(1):244. doi: 10.1038/s41467-017-00279-z.

┃相关视频课程推荐：

作者：佚名



版权声明：
本网站所有注明“来源：梅斯医学”或“来源：MedSci原创”的文字、图片和音视频资料，版权均属于梅斯医学所有。非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明“来源：梅斯医学”。其它来源的文章系转载文章，本网所有转载文章系出于传递更多信息之目的，转载内容不代表本站立场。不希望被转载的媒体或个人可与我们联系，我们将立即进行删除处理。
在此留言
评论区 (33)
#插入话题

相关资讯

Cell Host & microbe：糖尿病引发的口腔微生物组改变影响牙周炎的发生

最近，来自宾夕法尼亚大学的研究者们发现糖尿病会影响患者口腔微生物的组成，进而增强病原体的感染能力。相关结果发表在《Cell Host & Microbe》杂志上。该项研究发现患有糖尿病的小鼠的口腔微生物组结构发生了改变，而且这一改变会伴随着炎症以及骨质缺失现象的发生。

Sci Immun：肠道微生物对免疫系统有什么影响？

隶属于美国若干机构的一组研究人员发现，一种类型的肠道细菌根据其所处环境的状态触发不同种类的免疫反应。在“免疫学杂志”杂志上发表的论文中，他们描述了他们研究肠道生物群落和幽门螺杆菌的情况。

CURR BIOL：肠道微生物控制你的胃口

已有的大量报道显示，肠道微生物群对于宿主的生理影响体现在多个方面，包括发育，生殖，免疫，营养和寿命。此外，微生物还和宿主的健康行为相关，比如交配和社会行为。尽管肠道微生物菌群对于宿主的健康起着至关重要的作用，但是现有的研究还不能解释，为什么宿主会和环境中特定的一群微生物联系在一起。

Sci Rep：新型DNA微阵列可迅速检测口腔微生物群

口腔微生物的定量表征对于彻底了解牙周病理过程中口腔生态以及牙周微生物组成改变来说是至关重要的。在这项研究中，研究人员设计并验证了一个新的DNA微阵列（OralArray），以迅速并可靠地检测定植于口腔中最有代表性的细菌。OralArray是基于与通用阵列（LDR-UA）相关的连接检测反应技术，包括靶向厚壁菌门，放线菌，拟杆菌、变形菌、梭杆菌细菌和螺旋体的22个探针组。该仪器具有特异性强、灵敏度高、

Science:植物类黄酮“联手”肠道微生物抵御流感病毒，中草药抗流感也许找到科学依据了！

今天，华盛顿大学医学院的研究人员在《科学》杂志发表了一项重磅研究，他们发现广泛存在于天然植物中的黄酮类化合物，经过肠道微生物的降解，产生的代谢物被吸收后，能够上调I型干扰素信号通路，进而增强机体抗病毒免疫反应！

Cell:肠癌大突破！上海交大科学家发现了肠道微生物导致化疗耐药的机制

近日，来自上海交通大学医学院附属仁济医院消化科的房静远教授、陈萦晅副教授、洪洁和陈豪燕副研究员以及美国密西根大学邹伟平教授合作，首次从作用机制上证明具核梭杆菌（Fusobacterium nucleatum）可以通过调节癌细胞的自噬作用，促进结直肠癌对化疗的耐受。而具核梭杆菌恰恰是我们口腔中常见的革兰氏阴性菌。这一重要发现发表在顶级期刊《细胞》杂志上。