中国医学科学院发表Cell子刊封面文章

　　

生物通报道  来自中国医学科学院的研究人员证实，绿脓杆菌借助了VI型分泌系统（T6SS）磷脂酶D蛋白PldB靶向作用于原核及真核生物细胞。这一研究被选作封面文章发表在《Cell Host & Microbe》杂志上。

                            

中国医学科学院的金奇（Qi Jin）研究员和杨国威（Guowei Yang）博士是这篇论文的共同通讯作者。金奇现任中国医学科学院病原生物学研究所所长，病毒基因工程国家重点实验室主任，主要从事分子病毒学研究（延伸阅读：Science热点关注：中国发现潜在新致命病毒 ）。杨国威博士则主要从事细菌分泌系统和毒力因子的功能研究。

细菌拥有很多分泌系统，通过这些分泌系统，许多分泌性蛋白和毒素被输送到菌体细胞外，与宿主细胞发生相互作用而发挥毒性。到目前为止，已发现的分泌系统至少有7种T1SS-T7SS,其中VI型分泌系统（T6SS）是新近发现的分泌系统之一。研究表明，大约有25%的已测序革兰氏阴性菌有编码VI型分泌系统的基因。

T6SS是由15-25个基因编码的蛋白形成的贯穿细菌“内膜-周质空间-外膜”的跨膜复合结构,其形成的管道能直接穿过靶细胞的生物膜发挥生物学效应,作用的靶细胞既可以是原核细胞,也可以是真核细胞。溶血素共调节蛋白(Hemolysin-Coregulated Protein, Hcp)是形成T6SS分泌装置的通道的结构蛋白,同时也是对靶细胞产生生物学效应的重要的效应蛋白,被认为是T6SS的分子标志。

绿脓杆菌或称铜绿假单胞菌，是一种致病力较低但抗药性强的条件致病菌，其广泛分布于自然界及正常人皮肤、肠道和呼吸道，可引起心内膜炎、眼角膜炎、肺部囊肿纤维化、败血症等病症。绿脓杆菌中存在3个HIS致病岛(H1, H2, and H3-T6SS),每个致病岛都含有编码Hcp蛋白的基因，其参与了绿脓杆菌与其他生物相互作用的不同方面。

在这篇文章中，研究人员确定了在绿脓杆菌中发现了一类与T6SS结构蛋白紧密相连的磷脂酶蛋白分子，此类蛋白与已知的经典六型毒力蛋白具有完全不同的结构域，且在众多病原细菌中都有同源蛋白存在。在此基础上，他们通过对其中一个磷脂酶D蛋白PldB的功能分析，确定了该蛋白属于铜绿假单胞菌T6SS毒力岛III的一个毒力蛋白，这是国际上首次发现该毒力岛的毒力因子。

以往的研究表明，绿脓杆菌利用了T6SS来杀死竞争对手“革兰氏阴性菌”。新研究证实绿脓杆菌借助于了PldB的磷脂酶D活性靶向细菌的周质来发挥抗菌作用。此外，研究人员惊讶地发现PldB还通过激活PI3K/Akt信号通路，促进了绿脓杆菌侵入到宿主真核细胞中，表明它是一种跨界效应因子。

新研究结果揭示了一种由T6SS介导的广泛存在的潜在机制，其利用一种磷脂酶效应分子影响了原核细胞核真核宿主。这对于拓展T6SS在细菌致病性方面的研究具有重要的理论和现实意义。

（生物通：何嫱）

作者简介：

金奇

病毒基因工程国家重点实验室主任、研究员
中国医学科学院病原生物学研究所所长

1959年5月生，四川省人
1983年毕业于北京医科大学基础医学院
1990年在中国预防医学科学院病毒学研究所获博士学位
1990年12月至1994年12月在美国联邦疾病控制中心作博士后研究

他主要从事分子病毒学研究。他在国内建立了先进的大规模DNA序列测定的方法，并与同事合作完成了我国痘苗病春天坛株基因组全序列196kb的测定和一级结构的分析，这是我国已完成的最大的生物体基因组全序列分析，显示了我国在生物体基因组结构研究方面进入了世界先进行列，该研究成果获1995年度卫生部科技进步一等奖(排名第二)。在这项工作中，他通过结构分析，首次发现痘苗病毒基因组某片段中有编码蛋白属于丝氨酸蛋白酶抑制剂超家族新成员，为探索Serpin与病毒致癌机理之间关系提供了重要线索。他还从基因水平对哺乳类痘病毒的起源和进化进行了分析，从蛋白水平阐明了它们之间抗原性的关系，并研制了该类病毒快速鉴别诊断的PCR试制。他还获1995年美国人类与健康服务部部长奖，1996年被评为第二届全国医学科技之星。

生物通推荐原文摘要：

A Pseudomonas aeruginosa Type VI Secretion Phospholipase D Effector Targets Both Prokaryotic and Eukaryotic Cells

Widely found in animal and plant-associated proteobacteria, type VI secretion systems (T6SSs) are potentially capable of facilitating diverse interactions with eukaryotes and/or other bacteria. Pseudomonas aeruginosa encodes three distinct T6SS haemolysin coregulated protein (Hcp) secretion islands (H1, H2, and H3-T6SS), each involved in different aspects of the bacterium’s interaction with other organisms. Here we describe the characterization of a P. aeruginosa H3-T6SS-dependent phospholipase D effector, PldB, and its three tightly linked cognate immunity proteins. PldB targets the periplasm of prokaryotic cells and exerts an antibacterial activity. Surprisingly, PldB also facilitates intracellular invasion of host eukaryotic cells by activation of the PI3K/Akt pathway, revealing it to be a trans-kingdom effector. Our findings imply a potentially widespread T6SS-mediated mechanism, which deploys a single phospholipase effector to influence both prokaryotic cells and eukaryotic hosts.