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PLoS One:研究揭示大肠杆菌感染人类新机制

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来源:生物谷 2012-11-18 13:16

近日,国际著名杂志PLoS One在线刊登了加拿大多伦多大学研究人员的最新研究成果“Identifying Mechanisms by Which Escherichia coli O157:H7 Subverts Interferon-γ Mediated Signal Transducer and Activator of Transcription-1 Activation,”,文章中...

近日,国际著名杂志PLoS One在线刊登了加拿大多伦多大学研究人员的最新研究成果“Identifying Mechanisms by Which Escherichia coli O157:H7 Subverts Interferon-γ Mediated Signal Transducer and Activator of Transcription-1 Activation,”,文章中,研究者揭示了EHEC破坏人类细胞的IFNγ信号途径的一种可能性机制。

O157:H7是肠出血性大肠杆菌(EHEC)最为常见的一种分型,也是一种非侵入型的肠细菌病原体,这种病原菌一般会促使人类的出血性大肠炎和溶血性尿毒症综合征以及个别的散发病例,人和动物之间EHEC的传染一般通过摄入被污染的食物和饮水,而且可以通过人和人之间微生物的传播来进行传染。

人类对于细菌感染的防御一般是先天的适应性的免疫系统的激活,致炎细胞因子,包括干扰素γ(IFNγ),一般情况下,当细菌感染时,该细胞因子被分泌至胞外大环境并且激活人体达到抗菌的状态,巨噬细胞产生的IFNγ、自然杀伤T细胞、活化的T细胞通过结合至IFNγ的受体来触发机体使得机体进入抵御微生物的状态,随后引起信号转换器的酪氨酸磷酸化以及转录因子STAT1分子的活化,这种活化导致STAT1的二聚化,从细胞溶质转移至细胞核,在细胞核中,STAT1结合至伽马激活序列上(GAS),随后上调2000多个致炎细胞因子基因,包括诱生型一氧化氮合酶(iNOS),单核细胞化学吸引蛋白质1(MCP-1),淋巴细胞吸附蛋白ICAM-1。一个完整的IFNγ途径对于应对一次病原菌的感染时非常有必要的,因此,STAT1信号缺失的遗传缺陷病人对于微生物的感染时非常敏感的。

IFNγ/STAT1信号转导通路的破坏可以促使微生物病原菌的繁殖定居,而且妨碍了宿主对病原菌的彻底清除,EHEC依靠一种目前尚未知的因子摧毁了IFNγ途径,作者文章中的研究重点就是想证实EHEC是如何通过破坏人类细胞的IFNγ信号途径从而来轻而易举进行感染的,作者的研究结果首次证实了,STAT1的酪氨酸磷酸化被大肠杆菌O157:H7分泌的蛋白所抑制,运用连续阴离子交换和分子排阻色谱法,作者识别出了YodA基因,但是通过等基因突变分析,发现该基因并不介导STAT1信号通路,由此,作者认为大肠杆菌O157:H7破坏STAT1的酪氨酸磷酸化途径仍然是通过一个未知的细菌分泌蛋白来完成的,作者指出,他们需要进行进一步的研究来确定EHEC破坏人类细胞的IFNγ信号途径的详细机制。(生物谷:T.Shen编译)

Identifying Mechanisms by Which Escherichia coli O157:H7 Subverts Interferon-γ Mediated Signal Transducer and Activator of Transcription-1 Activation

Nathan K. Ho1,3, Ian Crandall2, Philip M. Sherman1,3*

Enterohemorrhagic Escherichia coli serotype O157:H7 is a food borne enteric bacterial pathogen that causes significant morbidity and mortality in both developing and industrialized nations. E. coli O157:H7 infection of host epithelial cells inhibits the interferon gamma pro-inflammatory signaling pathway, which is important for host defense against microbial pathogens, through the inhibition of Stat-1 tyrosine phosphorylation. The aim of this study was to determine which bacterial factors are involved in the inhibition of Stat-1 tyrosine phosphorylation. Human epithelial cells were challenged with either live bacteria or bacterial-derived culture supernatants, stimulated with interferon-gamma, and epithelial cell protein extracts were then analyzed by immunoblotting. The results show that Stat-1 tyrosine phosphorylation was inhibited by E. coli O157:H7 secreted proteins. Using sequential anion exchange and size exclusion chromatography, YodA was identified, but not confirmed to mediate subversion of the Stat-1 signaling pathway using isogenic mutants. We conclude that E. coli O157:H7 subverts Stat-1 tyrosine phosphorylation in response to interferon-gamma through a still as yet unidentified secreted bacterial protein.

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