沙眼衣原体（Chlamydia trachomatis）会劫持宿主的MYO1C蛋白，以便在细菌包涵体（bacterial inclusion）处招募肌动蛋白结构（actin cage）

《Microbiological Research》：Chlamydia trachomatis highjacks host MYO1C for actin cage recruitment at the bacterial inclusion

本研究发现沙眼衣原体（Ct）通过招募宿主Myo1C蛋白形成动态肌动蛋白笼，维持包膜稳定性并调控排出过程。抑制Myo1C显著降低感染效率及包膜形成，体外重建实验证实Myo1C介导肌动蛋白组装，其功能缺失导致Ct复制受阻。该成果揭示了肌动蛋白动态调控在衣原体生命周期中的关键作用，为新型抑制剂开发提供依据。

　　### 一种新型宿主蛋白：MYO1C在沙眼衣原体感染中的作用

沙眼衣原体（*Chlamydia trachomatis*）是一种专性细胞内寄生菌，其生命周期涉及宿主细胞的侵入、复制以及随后的退出。近年来，研究发现沙眼衣原体能够操纵宿主细胞的细胞骨架，尤其是肌动蛋白（actin）动态变化，以促进其在宿主细胞内的生存和传播。MYO1C作为一种普遍存在于细胞中的肌动蛋白依赖型肌球蛋白，其在沙眼衣原体感染过程中的作用首次被揭示。该研究通过一系列实验，阐明了MYO1C在沙眼衣原体形成和维持细胞内结构中的关键作用，并探讨了其在细菌侵入、发育及退出过程中的功能。

#### 沙眼衣原体与宿主细胞的相互作用

沙眼衣原体通过其感染性颗粒——原体（elementary body, EB）进入宿主细胞，并在细胞内形成一个称为“包涵体”（inclusion）的特殊结构。这一结构位于微管组织中心（MTOC）附近，靠近高尔基体，以便从高尔基体的转运囊泡中获取必需的脂质。在感染过程中，沙眼衣原体通过其效应蛋白如TmeA和TarP促进肌动蛋白聚合，从而形成动态的肌动蛋白和中间丝结构网络，包围包涵体。这种结构不仅为细菌的生长提供稳定性，还参与了细菌的退出过程，有助于其逃避宿主免疫反应。

沙眼衣原体的退出可以通过两种方式：细胞裂解和非裂解性挤出（extrusion）。细胞裂解过程会导致宿主细胞死亡，而挤出则使宿主细胞保持存活，常留下残留的包涵体，从而避免免疫系统对受损细胞的识别。挤出过程中，F-actin环结构起着关键作用，并需要多种肌动蛋白调控蛋白的参与。例如，研究发现，MYOII（即MYH9）的激活对于挤出过程至关重要，而MrcA蛋白通过与内质网中的ITPR3钙离子通道相互作用，增加细胞质中的钙离子浓度，从而调控这一过程。

#### MYO1C的识别与功能验证

在本研究中，科学家首次发现沙眼衣原体能够劫持MYO1C，这一肌球蛋白在细菌生命周期中起着重要作用。通过定量成像和体外重组实验，研究人员证明MYO1C可以作为动态的分子连接器，将必需的肌动蛋白网络募集到包涵体周围。具体而言，当MYO1C活性丧失或被其特异性抑制剂五氯伪ilin（Pentachloropseudilin, PClP）抑制时，包涵体周围的肌动蛋白网络会消失，从而显著降低细菌感染率和细菌繁殖能力。

为了验证这一发现，研究人员使用了多种实验手段，包括siRNA介导的MYO1C敲低、MYO1C的过表达以及使用PClP进行特异性抑制。结果显示，MYO1C的缺失导致感染细胞数量减少，包涵体大小缩小，感染形成单位（IFUs）减少，以及挤出的数量下降。这表明MYO1C在沙眼衣原体的整个生命周期中起着不可或缺的作用，不仅影响其侵入过程，还对包涵体的形成和维持至关重要。

#### MYO1C对肌动蛋白网络的稳定作用

进一步的实验表明，MYO1C能够稳定包涵体周围的肌动蛋白网络。在MYO1C敲低的细胞中，肌动蛋白的环状结构明显减少，而使用GFP标记的MYO1C过表达则有助于维持这一结构。特别地，研究人员还构建了MYO1C的突变体（GFP-MYO1CΔABL），其中肌动蛋白结合区域被替换为非结合的三肽序列。这一突变体无法有效募集到包涵体周围，导致肌动蛋白网络的缺失。这说明MYO1C与肌动蛋白的相互作用是其功能实现的关键。

此外，研究人员发现，MYO1C的过表达不仅能够维持肌动蛋白网络，还能促进挤出过程。在体外实验中，MYO1C被成功纯化，并用于构建巨膜囊泡（GUVs）的实验系统。结果显示，MYO1C的存在足以将聚合的肌动蛋白丝募集到GUV表面，形成稳定的肌动蛋白网络。这一发现进一步支持了MYO1C在沙眼衣原体感染过程中的核心作用。

#### MYO1C与肌动蛋白的协同作用

研究还指出，MYO1C与肌动蛋白之间存在协同作用。肌动蛋白的聚合和组织化需要MYO1C的协助，而MYO1C的招募又依赖于肌动蛋白的存在。这一相互作用使得包涵体周围的结构能够动态调整，以适应细菌的生长和发育需求。此外，研究人员还发现，MYO1C的招募受到其PH结构域与磷脂酰肌醇三磷酸（PIP3）的结合所调控。这一发现表明，沙眼衣原体可能通过改变宿主细胞中的磷脂代谢，诱导MYO1C向包涵体的特异性募集。

#### MYO1C在细菌生命周期中的重要性

通过一系列实验，研究团队确认了MYO1C在沙眼衣原体生命周期中的重要性。首先，MYO1C的缺失导致细菌感染率下降，这表明其在侵入阶段起着关键作用。其次，MYO1C的减少也导致包涵体的体积缩小，这可能与细菌的复制效率降低有关。此外，MYO1C的缺失还影响了细菌的繁殖能力，导致IFUs数量减少，说明其在细菌繁殖过程中同样不可或缺。

在挤出过程中，MYO1C的缺失显著减少了细菌的挤出数量。这一结果进一步表明，MYO1C不仅参与包涵体的形成，还在细菌的退出过程中发挥重要作用。研究人员还发现，MYO1C的过表达能够促进挤出的形成，并且挤出的包涵体中仍保留部分肌动蛋白结构，这可能意味着MYO1C在挤出过程中不仅稳定肌动蛋白网络，还可能参与细菌的释放。

#### MYO1C的潜在治疗价值

鉴于MYO1C在沙眼衣原体感染过程中的关键作用，研究人员推测其可能成为未来抗沙眼衣原体治疗的新靶点。目前，MYO1C的抑制剂PClP已被用于研究其对细菌感染的影响，并显示出显著的抑制效果。这一发现为开发针对沙眼衣原体的新型药物提供了理论基础。

此外，MYO1C的抑制可能对其他依赖肌动蛋白的细菌感染也具有潜在的治疗意义。例如，一些其他病原体如结核分枝杆菌（*Mycobacterium tuberculosis*）和海水分枝杆菌（*M. marinum*）同样利用肌动蛋白依赖型肌球蛋白进行细胞内传播。因此，MYO1C的抑制剂可能具有广谱的抗菌作用，为多种细菌感染的治疗提供新的策略。

#### 未来研究方向

尽管本研究已经揭示了MYO1C在沙眼衣原体感染中的重要作用，但仍有许多问题需要进一步探讨。例如，MYO1C与MYOII（MYH9）在挤出过程中的具体作用机制仍不清楚。此外，MYO1C在其他细胞过程中的功能，如细胞迁移和信号传导，也需要进一步研究。未来的研究可以结合更先进的成像技术，如超分辨率显微镜，以更精确地解析MYO1C在细菌感染中的动态行为。

同时，研究还应关注MYO1C在宿主细胞内的调控机制。虽然研究发现MYO1C的表达并未显著增加，但其特异性募集可能涉及复杂的信号通路。未来的研究可以结合基因表达分析和蛋白质相互作用研究，以揭示MYO1C的募集机制及其与宿主其他蛋白的相互作用。

#### 结论

本研究揭示了MYO1C在沙眼衣原体感染过程中的关键作用。作为宿主细胞中广泛表达的肌动蛋白依赖型肌球蛋白，MYO1C不仅参与细菌的侵入，还在包涵体的形成和维持中发挥重要作用。此外，MYO1C还可能在细菌的挤出过程中起关键作用，为沙眼衣原体的生存和传播提供支持。这一发现不仅加深了我们对沙眼衣原体与宿主细胞相互作用的理解，还为开发新的抗感染策略提供了理论依据。未来的研究可以进一步探索MYO1C与其他肌动蛋白相关蛋白的协同作用，以及其在宿主细胞中的调控机制，以更全面地揭示其在感染过程中的作用。