Nature medicine：先天免疫系统诱导细菌自杀机制

　　

生物通报道  近日来自美国印第安纳大学医学院的研究人员在新研究中揭示了机体先天防御系统中的一组蛋白质通过诱导细菌自杀防止入侵机体的机制。这一研究发现为开发出针对抗生素耐受性细菌的新抗菌治疗指明了新方向。相关研究论文发表在5月22日的《自然医学》（Nature Medicine）杂志上。

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肽聚糖识别蛋白(PGRPs)是一类可识别肽聚糖和含肽聚糖的细菌的模式识别受体，过去的研究证实PGRPs在天然免疫中发挥着重要的识别和调节功能。

早在2001年第安纳大学医学院微生物学及免疫学教授Roman Dziarski就与他的同事生物化学和分子生物学系副教授Dipika Gupta首次克隆了PGRP基因。随后，研究人员证实PGRP广泛地存在于从昆虫到哺乳动物等物种中，在机体的先天免疫系统中起重要作用。

PGRP蛋白通常表达于血液的吞噬细胞及皮肤、口腔、肠道及其他与外界有着直接或间接接触的组织中。在某些组织中PGRPs参与维持机体与某些有益菌的相对平衡。一些研究表明PGRP蛋白质缺失可导致炎性肠病。然而直到现在科学家们对于PGRPs靶向杀死细菌的机制并不是很清楚。

在这篇文章中，Dziarski领导的研究小组证实PGRPs是通过结合到细菌细胞壁的特异性位点，进而利用一种称为“蛋白质传感双组份系统”（ protein-sensing two-component system）的细菌防御机制靶向性诱导细菌发生自杀反应的。正常情况下细菌通常利用这一系统检测并清除例如PGRPs一类的“畸形”蛋白质。而当无法清除PGRPs时，细菌则会启动自杀反应。

“这种抗菌机制与其他例如免疫系统白细胞采用的抗菌机制完全不同。我们的研究发现为开发出新的抗菌策略提供了一个新方向，”Dziarski说。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Peptidoglycan recognition proteins kill bacteria by activating protein-sensing two-component systems

Mammalian peptidoglycan recognition proteins (PGRPs), similar to antimicrobial lectins, bind the bacterial cell wall and kill bacteria through an unknown mechanism. We show that PGRPs enter the Gram-positive cell wall at the site of daughter cell separation during cell division. In Bacillus subtilis, PGRPs activate the CssR-CssS two-component system that detects and disposes of misfolded proteins that are usually exported out of bacterial cells. This activation results in membrane depolarization, cessation of intracellular peptidoglycan, protein, RNA and DNA synthesis, and production of hydroxyl radicals, which are responsible for bacterial death. PGRPs also bind the outer membrane of Escherichia coli and activate the functionally homologous CpxA-CpxR two-component system, which kills the bacteria. We exclude other potential bactericidal mechanisms, including inhibition of extracellular peptidoglycan synthesis, hydrolysis of peptidoglycan and membrane permeabilization. Thus, we reveal a previously unknown mechanism by which innate immunity proteins that bind the cell wall or outer membrane exploit the bacterial stress defense response to kill bacteria.