Frontier Immunol：细菌毒素引发天然免疫反应机制
来源：本站原创 2020-06-25 03:39
先天免疫系统是抵御微生物感染的第一道防线，但我们对先天免疫的复杂机制尚不完全了解。在一项新的研究中，金泽大学的研究人员合成并鉴定了细菌中的莫来菌素，从而能够进一步研究先天免疫系统和产生毒素的细菌如何相互作用。
2020年6月25日讯/生物谷BIOON/---先天免疫系统是抵御微生物感染的第一道防线，但我们对先天免疫的复杂机制尚不完全了解。在一项新的研究中，金泽大学的研究人员合成并鉴定了细菌中的莫来菌素，从而能够进一步研究先天免疫系统和产生毒素的细菌如何相互作用。
先天性免疫系统通过感测微生物分子（病原体相关的分子模式或PAMP）或从受损宿主细胞释放的宿主信号分子（损伤相关的分子模式或DAMP）来检测微生物感染。假单胞菌已被用作研究果蝇肠道DAMPs发生机理的工具。嗜食性疟原虫使用一种称为莫拉菌素的成孔毒素感染果蝇并破坏肠道细胞。莫纳溶菌素作为无活性的原毒素分泌出来，然后被称为蛋白酶的某些蛋白质激活。尽管果蝇通过建立针对蛋白酶的物理屏障来保护自身免受原毒素的激活，但它在暴露于毒素后仍能承受损害。
研究人员Takayuki Kuraishi说：“被激活的莫纳溶菌素在宿主细胞的质膜上形成孔，导致细胞死亡，因此对于宿主而言，防止其激活很重要。” “我们想从嗜食假单胞菌中纯化出莫纳溶菌素并对其进行功能征进行研究。最终帮助我们了解宿主和产生孔形成毒素的细菌如何相互作用。”
为了实现他们的目标，研究人员培养了食虫假单胞菌并从其裂解物中纯化出了原莫纳菌素。通过使纯化的毒素与果蝇细胞发生反应，研究人员证实了当毒性增加时，由于向细胞中添加了更多的原莫纳菌素，细胞活力显著下降，从而证实了其毒性作用。为了确认纯化的莫纳菌素能够给宿主细胞打孔，研究人员将活化的莫纳菌素添加到覆盖有脂质双层的芯片上，类似于细胞的质膜。通过测量离子穿过形成的孔所产生的电流，研究人员表明，莫纳菌素形成直径约0.7-1nm的孔。
为了分析莫纳菌素的结构组成，研究人员随后转向原子力显微镜（AFM），该技术通过用灵敏的机械探针触摸表面来提供高分辨率图像。原子力显微镜（AFM）结果显示，八个莫纳菌素分子聚集在一起，从而在质膜上形成孔。通过将AFM与高速成像相结合，研究人员随后证明了活化的Monalysin优先插入质膜的边缘，表明膜的高度弯曲部分是其作用的部位。（生物谷 Bioon.com）
资讯出处：
A bacterial toxin turning cells into swiss cheese
原始出处：Saori Nonaka et al, Molecular and Functional Analysis of Pore-Forming Toxin Monalysin From Entomopathogenic Bacterium Pseudomonas entomophila, Frontiers in Immunology (2020). DOI: 10.3389/fimmu.2020.00520
先天性免疫系统通过感测微生物分子（病原体相关的分子模式或PAMP）或从受损宿主细胞释放的宿主信号分子（损伤相关的分子模式或DAMP）来检测微生物感染。假单胞菌已被用作研究果蝇肠道DAMPs发生机理的工具。嗜食性疟原虫使用一种称为莫拉菌素的成孔毒素感染果蝇并破坏肠道细胞。莫纳溶菌素作为无活性的原毒素分泌出来，然后被称为蛋白酶的某些蛋白质激活。尽管果蝇通过建立针对蛋白酶的物理屏障来保护自身免受原毒素的激活，但它在暴露于毒素后仍能承受损害。
（图片来源：Frontier Immunol）
研究人员Takayuki Kuraishi说：“被激活的莫纳溶菌素在宿主细胞的质膜上形成孔，导致细胞死亡，因此对于宿主而言，防止其激活很重要。” “我们想从嗜食假单胞菌中纯化出莫纳溶菌素并对其进行功能征进行研究。最终帮助我们了解宿主和产生孔形成毒素的细菌如何相互作用。”
为了实现他们的目标，研究人员培养了食虫假单胞菌并从其裂解物中纯化出了原莫纳菌素。通过使纯化的毒素与果蝇细胞发生反应，研究人员证实了当毒性增加时，由于向细胞中添加了更多的原莫纳菌素，细胞活力显著下降，从而证实了其毒性作用。为了确认纯化的莫纳菌素能够给宿主细胞打孔，研究人员将活化的莫纳菌素添加到覆盖有脂质双层的芯片上，类似于细胞的质膜。通过测量离子穿过形成的孔所产生的电流，研究人员表明，莫纳菌素形成直径约0.7-1nm的孔。
为了分析莫纳菌素的结构组成，研究人员随后转向原子力显微镜（AFM），该技术通过用灵敏的机械探针触摸表面来提供高分辨率图像。原子力显微镜（AFM）结果显示，八个莫纳菌素分子聚集在一起，从而在质膜上形成孔。通过将AFM与高速成像相结合，研究人员随后证明了活化的Monalysin优先插入质膜的边缘，表明膜的高度弯曲部分是其作用的部位。（生物谷 Bioon.com）
资讯出处：
A bacterial toxin turning cells into swiss cheese
原始出处：Saori Nonaka et al, Molecular and Functional Analysis of Pore-Forming Toxin Monalysin From Entomopathogenic Bacterium Pseudomonas entomophila, Frontiers in Immunology (2020). DOI: 10.3389/fimmu.2020.00520
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