华东理工大学最新Cell子刊文章:病原细菌与宿主互作新机制

【字体: www.ebiotrade.com 时间:2017年2月14日 来源:生物通

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  华东理工大学,上海海洋动物疫苗工程技术研究中心等处的研究人员发现细菌六型分泌系统效应蛋白EvpP能通过抑制Ca2+依赖性MAPK-Jnk通路,阻止NLRP3炎症小体的活化,这对于深入理解病原菌与宿主的互作机制、指导抗感染药物的设计有着重要意义。

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来自华东理工大学,上海海洋动物疫苗工程技术研究中心等处的研究人员发现细菌六型分泌系统效应蛋白EvpP能通过抑制Ca2+依赖性MAPK-Jnk通路,阻止NLRP3炎症小体的活化,这对于深入理解病原菌与宿主的互作机制、指导抗感染药物的设计有着重要意义。

这一研究成果公布在Cell Host & Microbe杂志上,由东理工大学张元兴教授和刘琴教授课题组完成,同期Cell Host & Microbe杂志也发表了同行评述文章。

病原细菌与动物和人类宿主的相互作用是一个非常复杂的问题,涉及到病原细菌对宿主的感染和疾病发生,以及宿主对于病原的抑制和清除过程。动物体内固有免疫细胞的细胞质中存在着一种被称为NOD-like receptors(NLRs)的模式识别受体。当NLRs被病原微生物激活后,招募下游ASC接头蛋白和pro-caspase-1,组装成一个蛋白复合物,该蛋白复合物被称为炎症小体(Inflammasome)。在炎症小体内,pro-caspase-1得以活化,导致细胞发生焦亡以及下游促炎性细胞因子IL-1β和IL-18的成熟与分泌,进而清除病原微生物。

在这篇文章中,研究人员发现,海洋鱼类病原菌迟缓爱德华氏菌(Edwardsiella tarda)能通过其三型分泌系统(T3SS)激活小鼠巨噬细胞内的NLRC4和NLRP3两种炎症小体,而其六型分泌系统(T6SS)却能够抑制NLRP3炎症小体的激活。

研究人员进一步鉴定到了一个T6SS效应物EvpP。该效应蛋白能够被T6SS注射到小鼠巨噬细胞内从而介导T6SS对NLRP3炎症小体激活的抑制作用。

此外,EvpP也能抑制由三磷酸腺苷(ATP)、尼日利亚菌素(Nigericin)以及单钠尿酸盐晶体(Monosodium urate crystals)所诱导的NLRP3炎症小体的激活。进一步的分子机制研究发现,EvpP能够抑制小鼠巨噬细胞内钙离子浓度的升高,导致下游Jnk信号通路受阻以及后续ASC接头蛋白无法寡聚化,阻断NLRP3炎症小体的激活。体内感染实验表明,EvpP对NLRP3炎症小体激活的抑制作用能帮助促进迟缓爱德华氏菌的体内定植和感染。这一工作对于深入理解病原菌与宿主的互作机制、指导抗感染药物的设计有着重要意义。

原文摘要:

The Bacterial T6SS Effector EvpP Prevents NLRP3 Inflammasome Activation by Inhibiting the Ca2+-Dependent MAPK-Jnk Pathway

Inflammasome activation is an important innate immune defense mechanism against bacterial infection, and in return, bacteria express virulence determinants that counteract inflammasome activation. Many such effectors are secreted into host cells via specialized bacterial secretion systems. Here, the intracellular pathogenic bacterium Edwardsiella tarda was demonstrated to activate NLRC4 and NLRP3 inflammasomes via a type III secretion system (T3SS), and to inhibit NLRP3 inflammasome via a type VI secretion system (T6SS), indicating the antagonistic roles of these systems in inflammasome signaling. Furthermore, a non-VgrG T6SS effector, EvpP, was identified that significantly inhibited NLRP3 inflammasome activation. Subsequent studies revealed that EvpP significantly suppressed Jnk activation, thus impairing oligomerization of the inflammasome adaptor ASC. Moreover, EvpP counteracted cytoplasmic Ca2+ increase, which works upstream of Jnk activation to regulate the NLRP3 inflammasome. Finally, EvpP-mediated inflammasome inhibition promoted bacterial colonization in vivo. This work expands our understanding of bacterial T6SS in counteracting host immune responses.

 

 


 

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