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細(xì)菌對(duì)抗宿主細(xì)胞自噬策略

2022-06-17 09:41:56趙維薇
中國獸醫(yī)學(xué)報(bào) 2022年4期
關(guān)鍵詞:溶酶體沙門異體

趙維薇 ,王 辰 ,肖 鵬,高 洪

(1.大理大學(xué) 公共衛(wèi)生學(xué)院,云南 大理 671000;2.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 食品科學(xué)技術(shù)學(xué)院,云南 昆明 650201;3.大理大學(xué) 工程學(xué)院,云南 大理 671000;4.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 動(dòng)物醫(yī)學(xué)學(xué)院,云南 昆明 650201)

自噬(autophagy),是一種進(jìn)化保守的細(xì)胞利用溶酶體降解自身胞質(zhì)內(nèi)物質(zhì)及其受損細(xì)胞器的過程。當(dāng)面臨營養(yǎng)缺乏、氧化應(yīng)激、缺氧和病原體入侵等細(xì)胞壓力時(shí),自噬可以迅速誘導(dǎo)細(xì)胞適應(yīng)環(huán)境變化。自噬在包括細(xì)胞發(fā)育在內(nèi)的眾多細(xì)胞生理過程中發(fā)揮著重要作用,比如面臨饑餓時(shí)維持氨基酸庫的平衡;同時(shí)與多種人類疾病有關(guān),比如神經(jīng)退行性變、癌癥、病原體感染、炎癥性疾病等[1-3]。當(dāng)機(jī)體面臨細(xì)菌、病毒等病原體入侵時(shí),自噬會(huì)被激活,在胞質(zhì)中的細(xì)菌、囊泡或吞噬體中的細(xì)菌被清除過程中發(fā)揮重要作用[4]。經(jīng)過與宿主細(xì)胞自噬系統(tǒng)的長期互作,細(xì)菌進(jìn)化出各種各樣的機(jī)制來逃避、對(duì)抗自噬。現(xiàn)介紹細(xì)胞自噬系統(tǒng)靶向病原菌的機(jī)制,并重點(diǎn)探討細(xì)菌應(yīng)對(duì)細(xì)胞自噬的策略。

1 自噬概述

按照自噬識(shí)別的特異性,細(xì)胞自噬分為選擇性自噬和非選擇性自噬。一般認(rèn)為,營養(yǎng)缺失導(dǎo)致的自噬為非選擇性自噬,其作用主要是為細(xì)胞提供能量和必需品。選擇性自噬參與特異性物質(zhì)的降解,包括線粒體自噬(mitophagy)、過氧化物酶體自噬(pexophagy)、異體自噬(xenophagy)、聚集體自噬(aggrephagy)、脂噬(lipophagy)等[5]。選擇性自噬需要受體(cargo receptor)與自噬體之間的識(shí)別,而非選擇性自噬沒有[6]。根據(jù)吞噬物進(jìn)入溶酶體的途徑,可將細(xì)胞自噬分為巨自噬(macroautophagy)、微自噬(microautophagy)和分子伴侶介導(dǎo)的自噬(chaperone-mediated autophagy)三類[7]。巨自噬是自噬的一種經(jīng)典形式,也是目前研究得最深入的一種形式,通常將巨自噬簡稱為自噬。經(jīng)典的自噬過程包括幾個(gè)步驟:啟動(dòng)(initiation)、成核(nucleation)、形成分隔膜及分隔膜延伸(formation and expansion of phagophore)、自噬體與溶酶體融合(fusion of autophagosome with lysosome)、自噬溶酶體內(nèi)物質(zhì)降解(degradation in autolysosome)[8-10]。它受到一系列信號(hào)通路的嚴(yán)格調(diào)控,涉及一系列事件,包括自噬相關(guān)(autophagy-related ,ATG)蛋白含量的改變,亞細(xì)胞定位的改變和翻譯后修飾。在酵母細(xì)胞中,研究人員鑒定了36個(gè)ATG蛋白,可以在不同的環(huán)節(jié)參與自噬反應(yīng)。15個(gè)ATG核心蛋白(ATG1-10,12-14,16,18)參與自噬體生物合成,它們?cè)诓溉閯?dòng)物中高度保守[11]。自噬的啟動(dòng)受到細(xì)胞中兩個(gè)重要蛋白的調(diào)控,能量傳感器AMP活化激酶(AMP-activated kinase,AMPK)和哺乳動(dòng)物雷帕霉素靶蛋白復(fù)合物1(mammalian target of rapamycin complex 1,mTORC1)。兩個(gè)泛素化結(jié)合系統(tǒng)(ubiquitin-like conjugation systems,UBL system)控制ATG12-ATG5-ATG16L1復(fù)合物和微管相關(guān)蛋白輕鏈3(microtubule-associated protein light chain 3,LC3)蛋白-磷脂酰乙醇胺(phosphatidylethanolamine,PE)的產(chǎn)生,這對(duì)于自噬體的延伸和閉合非常重要[12]。不斷延展的分隔膜最終自我融合形成了一個(gè)封閉的雙層膜結(jié)構(gòu)——自噬體,待降解的物質(zhì)被包裹在自噬體中。最后在小GTP酶Rab7、C類空泡蛋白分揀蛋白(class C vacuolar protein sorting,VPS)、可溶性N-乙基馬來酰亞胺敏感因子黏附蛋白受體(soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor,SNARE)樣蛋白以及溶酶體膜蛋白等因子的參與下,自噬體與內(nèi)源溶酶體的囊泡融合,以實(shí)現(xiàn)對(duì)囊泡內(nèi)物質(zhì)的降解和循環(huán)利用[8]。

2 異體自噬

異體自噬作為細(xì)胞利用自噬清除入侵病原體的方式,需要經(jīng)典自噬的核心組件,同時(shí)作為一種選擇性自噬,還不能缺少自噬受體(autophagy receptor)的參與,也被稱為自噬接頭蛋白(adaptor)[13-14]。比如,結(jié)核分枝桿菌(Mycobacteriumtuberculosis)感染巨噬細(xì)胞時(shí),被吞噬的結(jié)核分枝桿菌可以通過破壞吞噬體膜逃逸到細(xì)胞質(zhì)中[15]。逃逸的細(xì)菌DNA被胞質(zhì)傳感器環(huán)磷酸鳥苷-腺苷合酶(cyclic guanosine monophosphate-adenosine monophosphate synthase,cGAS)識(shí)別,cGAS通過泛素連接酶Parkin和Smurf1激活泛素化,并招募自噬受體,如p62/SQSTM1,BRCA1基因1鄰接蛋白(neighbor of BRCA1 gene 1,NBR1),核結(jié)構(gòu)域10蛋白52(nuclear domain 10 protein 52,NDP52),視神經(jīng)蛋白(optineurin,OPTN)誘導(dǎo)異體自噬[16-19]。

不僅胞漿中游離的細(xì)菌,含有細(xì)菌并被破壞的吞噬體也能被宿主吞噬體腔內(nèi)的糖鏈所靶向[20]。最終,細(xì)菌被自噬體包裹并被送到溶酶體進(jìn)行降解。在這一過程中,自噬可以產(chǎn)生抗菌肽并將其輸送到自噬溶酶體腔室,從而促進(jìn)細(xì)菌的殺滅[21-22]。

自噬受體的共同點(diǎn)是都包含2個(gè)重要的結(jié)構(gòu)域,泛素結(jié)合域(ubiquitin-binding domain,UBD)和LC3結(jié)合域(LC3-interacting region,LIR)[23]。因此自噬受體可以通過UBD結(jié)合泛素化的病原體,再通過LIR基序?qū)⑺鼈兡技阶允审w膜上,這就是被普遍認(rèn)識(shí)的異體自噬靶向病原體的泛素依賴途徑。例如上皮細(xì)胞受感染時(shí),鼠傷寒沙門菌(Salmonellatyphimurium)存在于含沙門菌的囊泡中(Salmonellacontaining vacuole,SCV)。然而,Ⅲ型分泌系統(tǒng)(typeⅢ secretion system,T3SS)的膜穿孔活性造成SCV膜的損壞,導(dǎo)致細(xì)菌滲出到胞質(zhì)中。其中一些細(xì)菌被泛素包被,p62、NDP52和OPTN識(shí)別泛素化的鼠傷寒沙門菌,并將它們靶向至自噬體[24]。p62和NDP52也參與了福氏志賀菌(Shigellaflexneri)的異體自噬[25]。病原菌的泛素化是在E3泛素連接酶的作用下完成的,近年來研究的較為深入鑒定出了一些E3連接酶。比如LRSAM1(leucine-rich repeat and sterile α motif-containing-1)是沙門菌感染時(shí)進(jìn)行泛素化的一種重要的酶[26]。在結(jié)核分枝桿菌誘導(dǎo)的異體自噬中,E3連接酶Parkin和Smurf1分別是K63和K48泛素化所必須的[27-28],其中Parkin是線粒體自噬中最主要的E3泛素連接酶。Smurf1還介導(dǎo)K48相關(guān)的單增李斯特菌(Listeriamonocytogenes)泛素化,限制李斯特菌在巨噬細(xì)胞中的增殖[27]。最近,有研究表明E3連接酶LUBAC(linear Ub chain assembly complex)在胞質(zhì)鼠傷寒沙門菌表面結(jié)合M1型線性多聚泛素鏈(M1-linked linear poly-Ub patches),進(jìn)而傳遞抗菌和促炎信號(hào)[29]。

除了泛素依賴途徑,其他非泛素依賴途徑也在異體自噬的細(xì)菌靶向中發(fā)揮著重要作用,包括核苷酸結(jié)合寡聚化結(jié)構(gòu)域蛋白(nucleotide-binding oligomerization domain-containing,NOD)、半凝乳素(galectin)、甘油二酯(diacylglycerol,DAG)和補(bǔ)體C3蛋白(the complement protein C3),它們?cè)诟J现举R菌和單增李斯特菌、沙門菌等的異體自噬中發(fā)揮作用[4]。另外SUDHAKAR等[30]通過對(duì)病原菌效應(yīng)蛋白進(jìn)行結(jié)構(gòu)生物學(xué)和生物信息學(xué)分析,認(rèn)為一些細(xì)菌效應(yīng)蛋白可以直接與自噬受體(如p62和NDP52)甚至自噬核心組分相互作用。

3 細(xì)菌對(duì)抗細(xì)胞自噬的方式

有些細(xì)菌會(huì)被異體自噬靶向并清除,但也有一些細(xì)菌進(jìn)化出了對(duì)抗或逃避這種宿主防御系統(tǒng)的機(jī)制。異體自噬發(fā)生時(shí),宿主體內(nèi)的自噬體可以包裹多種不同的胞質(zhì)內(nèi)細(xì)菌或載菌囊泡,但是不同種類的細(xì)菌進(jìn)化出它們獨(dú)特的機(jī)制以對(duì)抗宿主細(xì)胞自噬。CEMMA等[12]、WU等[4]以及KWON等[13]從不同的角度對(duì)細(xì)菌與宿主細(xì)胞的互作方式進(jìn)行了綜述和分類,本文進(jìn)一步將細(xì)菌對(duì)抗宿主細(xì)胞自噬的策略分為三大類:逃避自噬、抑制自噬和操縱自噬。

3.1 逃避自噬(evasion of autophagy)福氏志賀菌進(jìn)入宿主細(xì)胞后被囊泡包裹,之后可以逃避自噬體的捕捉進(jìn)入胞質(zhì)中。其細(xì)菌表面毒力蛋白IcsA(也被稱為VirG)被ATG5識(shí)別后,激活異體自噬,這一過程需要宿主蛋白Tecpr1(tectonin domain-containing protein)將Atg5-靶向的細(xì)菌和WIPI2陽性吞噬體膜連接起來;與此同時(shí),為了對(duì)抗宿主自噬防御系統(tǒng),志賀菌分泌另一種細(xì)菌蛋白IcsB,與ATG5競爭結(jié)合IcsA,從而逃避自噬途徑的識(shí)別[31-32]。近期研究表明IcsB是一種C18脂肪?;D(zhuǎn)移酶,介導(dǎo)賴氨酸Nε-脂肪乙酰化。一種核內(nèi)體ESCRT-Ⅲ復(fù)合物的組分CHMP5,是抗志賀菌自噬所必需的,IcsB介導(dǎo)的自噬抑制是CHMP5被修飾失活的一種間接結(jié)果[33]。

單增李斯特菌可以利用一種產(chǎn)生孔洞的毒素李斯特菌溶血素O(listeriolysin O,LLO)和兩種磷脂酶C逃離吞噬囊泡。一旦進(jìn)入了細(xì)胞質(zhì)中,細(xì)菌表面的毒力因子肌動(dòng)蛋白A(actin A,ActA)募集肌動(dòng)蛋白相關(guān)蛋白Arp2/3復(fù)合體,催化肌動(dòng)蛋白在細(xì)菌表面聚合,掩蓋細(xì)菌以逃避自噬的識(shí)別[34]。李斯特菌還可以利用其表面的內(nèi)化素 K(internalins K,InlK)將穹隆蛋白(major vault protein,MVP)招募到細(xì)菌表面,隨后 ActA 取代 Inlk、肌動(dòng)蛋白取代MVP來修飾細(xì)菌,阻止細(xì)菌泛素化以及自噬組件的識(shí)別[35]。

一些細(xì)菌不形成保護(hù)罩,而是通過靶向自噬受體而來逃避自噬。其中的一個(gè)例子是A 群鏈球菌(group AStreptococcus,GAS)。GAS的M1T1所克隆表達(dá)的半胱氨酸蛋白酶SpeB可以在宿主細(xì)胞中降解p62、NDP52和NBR1 ,以防止被宿主自噬所識(shí)別[36]。

3.2 抑制自噬(inhibition of autophagy)結(jié)合自噬發(fā)生的過程來看,細(xì)菌對(duì)自噬的抑制主要包括抑制自噬啟動(dòng)、抑制自噬體形成、抑制自噬體的成熟3種情況。

3.2.1抑制自噬啟動(dòng) 一些細(xì)菌通過抑制自噬的啟動(dòng)以逃脫宿主細(xì)胞自噬。一種小GTP酶Rab1A,是自噬啟動(dòng)中的必要因子。鼠傷寒沙門菌分泌的效應(yīng)蛋白SseF和SseG通過直接與宿主的Rab1A互作抑制自噬的啟動(dòng)。這種互作影響了Rab1A 與鳥苷酸交換因子(guanine nucleotide exchange factor,GEF)、TRAPPIII復(fù)合體的相互作用,從而阻礙Rab1A的激活,導(dǎo)致自噬啟動(dòng)組件ULK1的募集和激活受到抑制,還降低了磷脂酰肌醇3-磷酸(phosphatidylinositol 3-phosphate,PI3P)的生物發(fā)生,最終阻礙自噬小體的形成[37]。與此類似,志賀菌T3SS效應(yīng)蛋白VirA和胞外腸道致病性大腸桿菌(enteropathogenicEscherichiacoli,EPEC)效應(yīng)蛋白EspG含有GTP酶激活蛋白區(qū)域,能特異性地使Rab1失活,導(dǎo)致自噬誘導(dǎo)的抑制[38]。

鼠傷寒沙門菌通過調(diào)控AMPK依賴的mTOR激活途徑抑制自噬啟動(dòng)。沙門菌感染通過沙門毒力島2(Salmonellapathogenicity island 2,SPI2)T3SS依賴的方式誘導(dǎo)溶酶體降解Sirt1、LKB1和AMPK。AMPK激活復(fù)合體被降解,導(dǎo)致mTOR的激活以及自噬的抑制[39]。囊泡型H+ATP酶(Vacuolar-type H+ATPase,V-ATPase)是發(fā)揮異體自噬作用所必需的,沙門菌T3SS效應(yīng)蛋白SopF催化宿主載菌囊泡上V-ATPase的ADP核糖基化,解除載菌囊泡上mTORC1的功能,模仿氨基酸充盈的狀態(tài),從而抑制異體自噬的啟動(dòng)[40]。結(jié)核分枝桿菌H37Rv菌株通過其效應(yīng)蛋白Eis干擾JNK-ROS信號(hào)通路抑制自噬的啟動(dòng),增強(qiáng)其在細(xì)胞內(nèi)的存活。Eis是一種N-乙酰轉(zhuǎn)移酶,介導(dǎo)JNK特異性磷酸酶絲裂原活化蛋白激酶磷酸酶-7(mitogen-activatedprotein kinase phosphatase-7,MKP-7)的乙?;图せ?導(dǎo)致JNK失活[41]。

一些胞外細(xì)菌毒素通過升高胞內(nèi)環(huán)狀A(yù)MP(cAMP)的水平抑制自噬的啟動(dòng),cAMP是很多細(xì)胞內(nèi)活動(dòng)的一種二級(jí)信使,負(fù)向調(diào)控自噬。兩種升高cAMP的毒素,炭疽桿菌的水腫毒素(edema toxin ,Edtx)和霍亂弧菌的霍亂毒素(cholera toxin ,Ctx),都可以通過蛋白酶K(PKA)途徑抑制自噬包括抗菌自噬[42]。霍亂弧菌MARTX毒素具有PI3P特異性磷脂酶A1(PI3P specific phospholipase A1,PLA1)活性,可降低細(xì)胞內(nèi)PI3P水平,抑制自噬和核內(nèi)體運(yùn)輸[43]。

3.2.2抑制自噬體形成 核心自噬組件對(duì)于清除細(xì)胞內(nèi)的細(xì)菌是必需的,一些細(xì)菌通過直接干擾核心自噬組件以抑制自噬體的形成。

嗜肺軍團(tuán)菌(Legionellapneumophila)利用T4SS效應(yīng)蛋白R(shí)avZ抑制自噬。RavZ是一種半胱氨酸蛋白酶,可以不可逆的將LC3蛋白從PE上解離,抑制自噬體的形成[44]。RavZ通過自噬體的C端PI3P結(jié)合域和α3螺旋靶向自噬體膜,并通過其N端LC3結(jié)合域(LC3-interacting region,LIR)基序識(shí)別膜上的LC3分子[45-46]。近期的研究表明RavZ的蛋白水解活性干擾泛素向含沙門菌的囊泡募集[47]。

軍團(tuán)菌的另一個(gè)效應(yīng)因子Lpg1137是一種可以降解突觸融合蛋白17(syntaxin 17,Stx17)的絲氨酸蛋白酶,Stx17通過與ATG14L結(jié)合將PI3KC3復(fù)合物招募到線粒體相關(guān)的內(nèi)質(zhì)網(wǎng)膜,并參與自噬體-溶酶體融合[48]。 Lpg1137可導(dǎo)致Stx17的損耗以及PI3P形成的減少,說明軍團(tuán)菌可以干擾自噬體生物發(fā)生的早期[49]。李斯特菌產(chǎn)生兩種磷脂酶PlcA和PlcB,下調(diào)PI3P水平,導(dǎo)致自噬前體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的抑制,進(jìn)而抑制異體自噬靶向胞質(zhì)細(xì)菌[50]。

3.2.3抑制自噬體的成熟 自噬體包裹細(xì)菌后,還需要一個(gè)成熟的過程,包括自噬體與溶酶體融合,形成自噬溶酶體,從而利用溶酶體的酸性環(huán)境和豐富的酶類將細(xì)菌降解。

結(jié)核分枝桿菌的兩種效應(yīng)蛋白SapM磷酸酶和PknG激酶通過SecA2-依賴的蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn),在抑制吞噬體和自噬體成熟、促進(jìn)結(jié)核分枝桿菌在宿主細(xì)胞中生存和繁殖發(fā)揮作用。Rab5-Rab7交換對(duì)自噬體成熟很重要,但是SapM利用其磷酸酶活性抑制Rab5-Rab7交換[51]。另外,結(jié)核分枝桿菌H37Rv毒力因子PhoP和Esat-6通過抑制Rab7向含菌自噬體募集,阻斷巨噬細(xì)胞和樹突狀細(xì)胞中自噬體的成熟[52-53]。

李斯特菌表達(dá)的毒力蛋白LLO可以阻止非經(jīng)典自噬途徑產(chǎn)生的LC3標(biāo)記吞噬體的成熟[12]。金黃色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)可以通過免疫顯性表面抗原B(immunodominant surface antigen B ,IsaB)蛋白的表達(dá)抑制自噬體-溶酶體融合[54]。金黃色葡萄球菌侵入HeLa細(xì)胞后,激活絲裂原活化蛋白激酶14(mitogen-activated protein kinase 14,MAPK14)、磷酸化Atg5以及抑制自噬體與溶酶體的融合,從而逃避自噬的降解[55]。假結(jié)核耶爾森菌(Yersiniapseudotuberculosis)在巨噬細(xì)胞中也可以阻止含菌自噬體的成熟,避免菌體被自噬降解[56]。這些能阻斷自噬溶酶體成熟的細(xì)菌逃避了自噬系統(tǒng)的降解作用后,還能采用多種策略在宿主細(xì)胞中生存并增殖。

3.3 操縱自噬(manipulation of autophagy)一些細(xì)菌在長期的進(jìn)化過程中,進(jìn)化出操縱自噬組件進(jìn)行生存和繁殖的能力,它們將自噬組件如自噬體、自噬溶酶體變成其復(fù)制龕。

假結(jié)核耶爾森菌在巨噬細(xì)胞中改變自噬途徑以阻止自噬體與溶酶體的融合,細(xì)菌被包裹在LC3標(biāo)記的雙層膜或者多層膜包裹的非酸性囊泡中進(jìn)行復(fù)制[56]。吞噬體囊泡中的鼠疫耶爾森菌(Yersiniapestis)募集宿主蛋白R(shí)ab4a、Rab1b、Rab11b至吞噬體膜上,被LC3標(biāo)記的自噬體包裹后,宿主蛋白阻止自噬體與溶酶體的融合,從而實(shí)現(xiàn)菌體在非酸性自噬體中增殖[56]。與此類似,金黃色葡萄球菌也可以在LC3標(biāo)記的非酸性雙層膜囊泡中存活和增殖;在李斯特菌感染的后期,細(xì)菌可以在LC3標(biāo)記的單層膜含菌大吞噬泡中緩慢增殖[12]。在一些比較寬容的宿主細(xì)胞中(比如人和A/J鼠巨噬細(xì)胞),嗜肺軍團(tuán)菌可以延遲自噬的成熟至感染后4~6 h以分化成為耐酸形式,自噬體最終與溶酶體融合,而嗜肺軍團(tuán)菌最終也可以在酸性環(huán)境中復(fù)制,此過程涉及多種細(xì)菌效應(yīng)蛋白[57]。

除了異體自噬,近期的研究發(fā)現(xiàn)線粒體自噬等選擇性自噬也可能被細(xì)菌利用以促進(jìn)自身的繁殖。比如李斯特菌通過LLO毒素的作用操縱宿主細(xì)胞發(fā)生線粒體自噬,從而降低線粒體產(chǎn)生的活性氧含量以促進(jìn)自身繁殖[58]。還有一些細(xì)菌可以主動(dòng)誘導(dǎo)宿主細(xì)胞的自噬,進(jìn)而加以利用。幽門螺桿菌(Helicobacterpylori)感染時(shí),利用空泡毒素(VacA)抑制mTORC1以誘導(dǎo)宿主自噬,并能在自噬體中增殖[59]。

細(xì)菌對(duì)宿主細(xì)胞自噬系統(tǒng)的操縱作用不一定都導(dǎo)致宿主細(xì)胞的損傷和死亡,也可以幫助細(xì)菌逃離宿主細(xì)胞。MIAO等[60]的研究發(fā)現(xiàn)尿路致病性大腸桿菌(uropathogenicE.coli,UPEC)感染膀胱上皮細(xì)胞后,會(huì)被自噬體靶向,隨后穿梭到多泡小體中以形成自噬內(nèi)涵體,最終停留在溶酶體中。但是它們沒有在溶酶體中被降解,因?yàn)榧?xì)菌可以上調(diào)溶酶體的pH值至中性,抑制溶酶體酸化。黏膜TRP通道3(mucolipin TRP channel 3,TRPML3)是溶酶體上一種瞬時(shí)受體電位陽離子通道,能觸發(fā)Ca2+流出,啟動(dòng)溶酶體的外排作用,導(dǎo)致被外泌體包圍的細(xì)菌排出。在此過程中自噬減輕了受感染細(xì)胞的細(xì)菌負(fù)載。

4 展望

細(xì)菌病原體和宿主自噬系統(tǒng)之間是相互作用的。一方面,細(xì)菌可以被宿主自噬系統(tǒng)限制,最終被自噬清除;另一方面,病原細(xì)菌進(jìn)化了很多機(jī)制對(duì)抗宿主細(xì)胞自噬,逃避、抑制甚至操縱宿主自噬組件。要解答胞內(nèi)細(xì)菌如何被異體自噬靶向,細(xì)菌如何操縱宿主細(xì)胞自噬仍然需要更加深入的研究。細(xì)胞自噬系統(tǒng)對(duì)細(xì)菌感染的響應(yīng),以及細(xì)菌對(duì)自噬系統(tǒng)的調(diào)控,都涉及到細(xì)菌表達(dá)的效應(yīng)蛋白,在細(xì)菌對(duì)抗自噬的諸多研究報(bào)道中可以看到研究人員已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了多種細(xì)菌調(diào)控自噬的效應(yīng)蛋白,這是清晰闡述細(xì)菌與宿主細(xì)胞自噬系統(tǒng)相互作用過程的一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)。構(gòu)建基因缺失突變菌株是研究細(xì)菌蛋白在自噬中功能的重要手段,需要綜合運(yùn)用多種新的技術(shù),比如邵峰課題組在沙門菌抑制宿主細(xì)胞自噬的研究中就運(yùn)用了轉(zhuǎn)座子遺傳篩選技術(shù)和CRISPR 篩選技術(shù)[40,61]。另外,SUDHAKAR等[30]還利用結(jié)構(gòu)生物學(xué)和生物信息學(xué)技術(shù),通過識(shí)別預(yù)測含有選擇性自噬受體SQSTM1/p62,CALCOCO2/NDP52和MAP1LC3/LC3識(shí)別基序的細(xì)菌蛋白,預(yù)測了人自噬蛋白和56種病原菌效應(yīng)蛋白的潛在互作關(guān)系,并通過試驗(yàn)證實(shí)了沙門菌效應(yīng)蛋白YhjJ和自噬組件的相互作用。繼續(xù)研究異體自噬靶向細(xì)菌的機(jī)制,發(fā)現(xiàn)細(xì)菌調(diào)控自噬的效應(yīng)蛋白,探明其與宿主自噬系統(tǒng)的互作機(jī)理具有重要的意義,其理論可以指導(dǎo)靶向抗菌藥物的開發(fā),為防控動(dòng)物和人的細(xì)菌感染性疾病治療提供新的策略。

細(xì)菌對(duì)抗宿主細(xì)胞自噬示意圖

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