《链球菌躲避免疫系统机制查明》

  • 来源专题:生物安全知识资源中心 | 领域情报网
  • 编译者: hujm
  • 发布时间:2019-12-16
  • 12月3日发表在《细胞报告》上的一项研究显示,一种导致链球菌性咽喉炎等疾病的细菌病原体能将自己隐藏在红细胞碎片中,以逃避宿主免疫系统的检测。研究人员发现,A群链球菌(GAS)会产生一种不典型蛋白质,名为S蛋白。这种蛋白质能与红细胞膜结合,以避免被吞噬性免疫细胞吞噬和破坏。通过这种形式的免疫伪装,S蛋白增强了细菌毒性,降低了感染小鼠的存活率。

    “我们的研究描述了一种全新的免疫逃避机制。”论文通讯作者、美国加州大学圣迭戈分校的David Gonzalez说,“我们认为,这一先前被忽视的毒性因子S蛋白的发现,有助于开发对抗GAS的策略。”

    GAS是一种人类特有的病原体,可引起许多不同的感染,例如链球菌性喉炎、猩红热等。据估计,全球每年有7亿人感染该病原体,并导致50多万人死亡。尽管科学家进行了积极研究,保护性疫苗仍然难以找到。迄今为止,青霉素仍然是对抗GAS感染的首选药物。但在世界某些地区,青霉素治疗的失败率已上升到近40%。另一种方法则是开发新的抗病毒疗法。

    为了解决该问题,Gonzalez和同事Igor Wierzbicki、Anaamika Campeau使用了仿生病毒组学技术,识别由GAS分泌并与红细胞结合的蛋白质。他们发现了一种以前未被鉴定的蛋白质,即S蛋白,因为这种类型的蛋白质仅存在于链球菌属成员中。

    研究人员发现,与未突变菌株相比,缺乏S蛋白的突变菌株在人体血液中生长的能力更弱,与红细胞结合能力也更弱。突变株也更容易被名为巨噬细胞和中性粒细胞的吞噬性免疫细胞捕获和杀死。此外,S蛋白的缺失极大重塑了细菌蛋白结构,降低了许多已知致病因子的丰度。

    此外,感染了涂有红细胞的GAS细胞的小鼠死亡率为90%,而未涂有红细胞的感染小鼠死亡率为40%。Gonzalez说:“这些发现表明,S蛋白协同红细胞膜进行分子模拟,或模仿宿主分子,以逃避免疫反应。”

    目前,Gonzalez团队正在研究S蛋白与红细胞结合的机制及其在其他人类病原体中所起的作用,包括肺炎链球菌、B组链球菌或无乳链球菌。无乳链球菌是导致新生儿出生第一周严重感染的常见原因。

  • 原文来源:http://news.bioon.com/article/6748005.html
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    • 12月3日发表在《Cell Reports》杂志上的一项研究表明,一种引起链球菌性喉炎和其它相关疾病的病原体会将自己“掩盖”在红细胞碎片中,以逃避宿主免疫系统的检测。 研究人员发现,A群链球菌(GAS)产生一种以前未表征的蛋白,称为S蛋白,该蛋白与红细胞膜结合,以避免被吞噬免疫细胞吞噬和破坏。通过用这种形式的免疫伪装武装GAS,S蛋白可以增强细菌的毒性,并降低感染小鼠的存活率。 加利福尼亚大学圣地亚哥分校的通讯作者大卫·冈萨雷斯说:“我们的研究描述了一种全新的免疫逃逸机制。我们相信发现这种先前被忽视的毒力因子S蛋白,对开发针对GAS的疗法具有广泛的意义。” GAS是一种人类特异性病原体,可以引起许多不同的感染,从轻微疾病到非常严重和致命的疾病。其中一些疾病包括链球菌性喉炎,猩红热,称为脓疱疮的皮肤感染,中毒性休克综合症和食肉疾病。估计全世界每年发生7亿次感染,导致超过50万人死亡。尽管进行了积极的研究,但保护性疫苗仍然难以研发。 迄今为止,青霉素仍然是对抗GAS感染的首选主要药物。但是在世界某些地区,使用青霉素治疗失败的比例已上升至近40%。冈萨雷斯说:“由于GAS感染的高流行性和可用疗法的有效性下降,因此研究针对GAS感染的替代方法至关重要。” 为了避免免疫清除,GAS表达了多种称为毒力因子的分子,以促进感染期间的生存。但是,许多这些蛋白质的功能仍是未知的。 为了解决这一问题,冈萨雷斯等人使用了一种纳米技术,即仿生拟病毒学来鉴定GAS分泌并结合红细胞的蛋白质。这种方法揭示了一种以前未鉴定的蛋白质,研究人员将其称为S蛋白,因为这种类型的蛋白质的表达仅限于链球菌属的成员。 研究人员发现,与未突变的菌株相比,缺少S蛋白的突变细菌菌株在人血中的生长能力较弱,并且与红细胞的结合能力较弱。突变株也更容易被巨噬细胞和嗜中性粒细胞捕获并杀死。另外,S蛋白的缺乏极大地改变了细菌蛋白的外观,降低了许多已知毒力因子的丰度。 此外,感染了涂有红细胞的GAS细胞的小鼠显示出90%的死亡率,远高于对照小鼠40%的死亡率。此外,实验组小鼠的体重也出现迅速下降的现象。冈萨雷斯说:“这些发现表明,S蛋白通过选择红细胞膜来模仿分子或模仿宿主分子,从而逃避了免疫反应。” 冈萨雷斯说:“总的来说,结果表明S蛋白通过捕获溶解的红细胞膜掩盖细菌细胞表面来影响其体内的存活与感染。这种新颖的逃逸机制可以作为抗链球菌疗法的靶标。”
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    • 来源专题:生物安全知识资源中心—领域情报网
    • 编译者:hujm
    • 发布时间:2021-12-13
    • I类MHC所介导的抗原呈递通路在抗病毒免疫力发挥中扮演着关键的角色;近日,一篇发表在国际杂志Nature Communications上题为“SARS-CoV-2 inhibits induction of the MHC class I pathway by targeting the STAT1-IRF1-NLRC5 axis”的研究报告中,来自日本北海道大学等机构的科学家们通过研究发现,SARS-CoV-2或能敲除一种与I类MHC免疫复合体相关的重要分子通路,相关研究结果或能帮助科学家们更好地理解COVID-19感染发生的过程和分子机制。 研究者Koichi Kobayashi说道,我们的发现揭示了病毒如何逃逸人类机体的免疫防御系统,同时或能帮助解释为何该疾病的大流行会如此严重。研究者所发现的机制或能提供开发新型药物的新型分子靶点。文章中,研究人员利用生物信息学方法分析了诱发COVID-19的病原体SARS-CoV-2相比未感染个体而言是如何改变感染者机体免疫系统中的基因表达的,这是研究复杂细胞信号通路的一种有用的方法,这些信号通路会诱发机体抵御有害细菌和病毒的免疫反应。 I类MHC分子(主要组织相容性复合物)是机体免疫反应抵御病毒的核心武器,当病毒感染细胞时,细胞就会促进病毒抗原在受感染的细胞表面进行表达,并吸引细胞毒性T细胞的注意力,这些免疫细胞能锁定并随会被感染的细胞,以及入侵其内部的病毒。除了分析COVID-19患者体内的基因表达外,研究人员还利用SARS-CoV-2病毒感染人类细胞系来证实他们的研究发现。 本文研究结果表明,来自SARS-CoV-2病毒中名为ORF6的特殊蛋白或能抑制宿主机体细胞中名为NLRC5蛋白的功能,NLRC5主要负责激活I类MHC通路。研究者表示,这种情况或会以两种方式发生,ORF6会阻碍信号信号,从而关闭NLRC5的表达,而且ORF6还能阻断NLRC5的功能。包括HIV和MERS在内的其它感染性病毒都能靶向作用I类MHC通路,研究者认为,SARS-CoV-2或许也会如此,但这项研究是首个揭示其中机制的研究。 研究者Kobayashi说道,如果没有I类MHC通路的激活,所感染细胞中的病毒就基本上会隐藏在免疫系统之外,这或许就能帮助解释为何SARS-CoV-2病毒会一直在体内持续存在,以及为何其会不断感染其他人群并导致疾病大流行。进一步研究或能帮助寻找并检测阻断ORF6病毒蛋白活性的药物,从而恢复宿主细胞激活MHC复合体的能力;如果成功的话,这种药物或许就能促进宿主机体的免疫系统清理病毒,并有效增强宿主机体的免疫反应。 综上,本文研究结果表明,研究人员揭示了SARS-CoV-2的一种新型免疫逃逸机制,其或能靶向作用关键的I类MHC转录调节子STAT1-IRF1-NLRC5的功能。 原始出处: Yoo, JS., Sasaki, M., Cho, S.X. et al. SARS-CoV-2 inhibits induction of the MHC class I pathway by targeting the STAT1-IRF1-NLRC5 axis. Nat Commun 12, 6602 (2021). doi:10.1038/s41467-021-26910-8