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德克萨斯大学西南医学中心揭示细菌与病毒相互作用的新机制
2024-05-31 09:08  点击:25
 德克萨斯大学西南医学中心的两个独立实验室,一个专注于细菌研究,另一个则专注于病毒研究,在近期的一项开创性合作中取得了显著突破。他们共同发现了两种在抗击感染过程中扮演关键角色的免疫蛋白,这一成果为治疗微生物感染甚至癌症提供了新的治疗策略。相关研究成果已在2024年5月16日的PLoS Pathogens期刊上发表,标题为“Exploiting bacterial effector proteins to uncover evolutionarily conserved antiviral host machinery”。
 
据论文的共同通讯作者、微生物学助理教授Don Gammon博士介绍,他们的研究是通过观察细菌蛋白如何促进病毒复制来展开的,最终发现了阻止病毒在包括飞蛾和人类在内的多种生物体内复制的新因素。Gammon博士的实验室利用了病毒产生的免疫逃避蛋白分子,这些分子会削弱免疫系统的一部分功能,使病毒得以在细胞中复制。而共同通讯作者Neal Alto博士的研究则聚焦于细菌如何利用效应蛋白在其他生物的细胞内复制,其中许多效应蛋白具有抑制免疫反应的能力。
 
为了结合两位专家的知识,他们运用基因技术使飞蛾细胞单独产生210种由七种不同细菌病原体产生的细菌效应蛋白,并测试了这些细胞允许四种虫媒病毒复制的能力。这些病毒每年导致数百万人感染,尽管它们通常无法在飞蛾细胞中复制。通过这一方法,他们成功识别出六种细菌效应蛋白,这些蛋白能显著增强四种虫媒病毒在飞蛾细胞内的复制能力。更令人惊讶的是,这些效应蛋白在人体细胞中也表现出类似的增强病毒复制的效果。
 
进一步的研究中,他们特别关注了一种名为IpaH4的蛋白,这种蛋白来自人类感染的细菌弗氏志贺菌(Shigella flexneri)。他们发现,IpaH4通过降解两种名为SHOC2和PSMC1的蛋白,阻止了细胞免疫机制对病毒复制的抑制作用。值得注意的是,这两种蛋白之前并未与抗菌免疫相关联。Alto博士指出,由于飞蛾细胞和人体细胞都会产生这些蛋白,它们可能在进化早期就已在两种生物的共同祖先体内出现,因此可能在动物界的多种生物中发挥着广泛的先天免疫作用。
 
Gammon博士表示,未来对SHOC2和PSMC1在免疫系统中作用的研究可能为抗菌和抗病毒药物的设计提供新的思路。此外,这一发现还可能为包括癌症在内的其他疾病的治疗开辟新途径。例如,飞蛾细胞对某些病毒的复制具有天然抵抗力,而某些类型的癌细胞也表现出类似的特性,这使得它们难以受到溶瘤疗法(一种利用病毒感染来杀死癌细胞的治疗方法)的有效治疗。
 
两位作者计划继续深入研究IpaH4蛋白以及其他细菌效应蛋白如何影响抗菌免疫,以期进一步揭示这些蛋白在抗击感染和疾病治疗中的潜力。
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