新發(fā)現(xiàn)！一種獨(dú)特的細(xì)菌蛋白，它能保持人體細(xì)胞的健康

圣保羅大學(xué)的研究人員與澳大利亞同事合作，發(fā)現(xiàn)了一種獨(dú)特的細(xì)菌蛋白，即使細(xì)胞有沉重的細(xì)菌負(fù)擔(dān)，也能保持人體細(xì)胞的健康。這一突破為開發(fā)與線粒體功能障礙相關(guān)的各種疾病(包括癌癥和自身免疫性疾病)的新療法提供了潛力。線粒體是細(xì)胞的“發(fā)電站”，對提供細(xì)胞生化反應(yīng)所需的能量至關(guān)重要。

關(guān)于這項(xiàng)研究的一篇文章發(fā)表在《美國科學(xué)院院刊》上。研究人員分析了C. burnetii入侵宿主細(xì)胞時(shí)釋放的130多種蛋白質(zhì)，發(fā)現(xiàn)至少有一種蛋白質(zhì)能夠通過直接作用于線粒體來延長細(xì)胞壽命。

在入侵宿主細(xì)胞后，C. burnetii釋放出一種迄今未知的蛋白質(zhì)，作者稱其為線粒體coxiella效應(yīng)F (MceF)。MceF與谷胱甘肽過氧化物酶4 (GPX4)相互作用，GPX4是一種位于線粒體中的抗氧化酶，通過促進(jìn)抗氧化作用來改善線粒體功能，避免細(xì)胞損傷和死亡，這可能發(fā)生在病原體在哺乳動(dòng)物細(xì)胞內(nèi)復(fù)制時(shí)。

“C. burnetii使用各種策略來阻止入侵細(xì)胞的死亡并在其內(nèi)部繁殖。一種是MceF對GPX4的調(diào)制，這是我們發(fā)現(xiàn)并在本文中報(bào)道的機(jī)制。這些蛋白質(zhì)在細(xì)胞線粒體中的重新分配使哺乳動(dòng)物細(xì)胞即使在感染了非常大的細(xì)菌負(fù)擔(dān)時(shí)也能活得更長，”Dario Zamboni說，他是這篇文章的通訊作者之一，也是里貝奧普雷托醫(yī)學(xué)院(FMRP-USP)的教授。

這項(xiàng)研究是在炎癥疾病研究中心(CRID)與澳大利亞莫納什大學(xué)教授Hayley Newton合作進(jìn)行的，該中心是FAPESP的研究、創(chuàng)新和傳播中心(RIDCs)之一。FAPESP還通過Zamboni協(xié)調(diào)的一個(gè)項(xiàng)目提供資金。

“基本上，我們發(fā)現(xiàn)了C. burnetii使用的一種策略，可以在激烈復(fù)制的同時(shí)保持細(xì)胞健康更長時(shí)間。我們發(fā)現(xiàn)它的蛋白質(zhì)MceF將GPX4重定向到線粒體，在那里它作為一種有效的抗氧化劑，為受感染的細(xì)胞解毒，防止細(xì)胞成分老化，同時(shí)允許細(xì)菌的復(fù)制，“Robson Kriiger Loterio說，他是該文章的**作者，來自他的博士研究。

C. burnetii是一種叫做Q熱的嚴(yán)重感染的病原體，Q熱是一種相對常見但很少被診斷出來的人畜共患病。這種細(xì)菌在人類中引起非典型肺炎，在牛、綿羊和山羊等一些動(dòng)物中引起克希菌病。“深入研究這種細(xì)菌的興趣恰恰在于它破壞細(xì)胞功能的能力。其他細(xì)菌只有在大量繁殖時(shí)才會(huì)致病，與之不同的是，一個(gè)C. burnetii就足以讓一個(gè)健康的人生病。所以它能有效地調(diào)節(jié)它入侵的細(xì)胞。我們開玩笑地稱它為杰出的細(xì)胞生物學(xué)家，因?yàn)樗心芰φ{(diào)節(jié)宿主細(xì)胞中的一切，”Zamboni說。“它非常適合入侵和控制巨噬細(xì)胞和單核細(xì)胞，這些白細(xì)胞是生物體免疫防線的一部分，它們抑制宿主對感染的反應(yīng)。”

他補(bǔ)充說，C. burnetii另一個(gè)有趣的方面是，它可以在細(xì)胞中復(fù)制一周左右。相比之下，導(dǎo)致嚴(yán)重食物中毒的沙門氏菌會(huì)在24小時(shí)內(nèi)導(dǎo)致宿主細(xì)胞死亡。觀察C. burnetii是了解細(xì)胞功能的好方法。在這項(xiàng)研究中，它幫助我們了解了如何治療線粒體功能障礙，并為人類程序性細(xì)胞死亡提供了見解。

為了分析這種細(xì)菌破壞巨噬細(xì)胞并直接作用于線粒體的能力，研究人員對大蠟蛾(Galleria mellonella)的幼蟲進(jìn)行了體外分析和實(shí)驗(yàn)。在研究的**階段，他們研究了80多種來自C. burnetii的新蛋白質(zhì)，這些蛋白質(zhì)有可能與宿主細(xì)胞相互作用并破壞其功能。Zamboni說:“我們最終專注于MceF，因?yàn)樗苯幼饔糜诰€粒體，而線粒體在細(xì)胞死亡過程中起著關(guān)鍵作用。”

該小組現(xiàn)在將繼續(xù)在兩個(gè)方面進(jìn)行研究，一個(gè)旨在更深入地了解其他感興趣的蛋白質(zhì)，另一個(gè)涉及生化研究，以發(fā)現(xiàn)更多關(guān)于MceF如何影響GPX4的信息。

“這項(xiàng)研究的好處是，通過研究一種細(xì)菌，我們了解了很多關(guān)于細(xì)胞信號(hào)傳導(dǎo)、細(xì)胞死亡和逆轉(zhuǎn)線粒體功能障礙的新方法。我們不需要發(fā)明新技術(shù)。這個(gè)過程已經(jīng)在細(xì)菌與宿主細(xì)胞的相互作用中發(fā)生了。”

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