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科研进展

2010年4月21日,我所邵峰博士实验室在The EMBO journal上发表题为“A bacterial effector targets host DH-PH domain RhoGEFs and antagonizes macrophage phagocytosis”的文章。该文章报道了肠致病性大肠杆菌的三型分泌系统效应蛋白分子EspH能够特异性地作用于宿主中一类具有DH-PH结构域的RhoGEF蛋白信号分子,从而抑制宿主细胞中受小G蛋白调控的肌动蛋白细胞骨架信号通路,并拮抗感染过程中巨噬细胞对病

发布时间:2010/04/21

2010年4月21日,我所邵峰博士实验室在The EMBO journal上发表题为“A bacterial effector targets host DH-PH domain RhoGEFs and antagonizes macrophage phagocytosis”的文章。该文章报道了肠致病性大肠杆菌的三型分泌系统效应蛋白分子EspH能够特异性地作用于宿主中一类具有DH-PH结构域的RhoGEF蛋白信号分子,从而抑制宿主细胞中受小G蛋白调控的肌动蛋白细胞骨架信号通路,并拮抗感染过程中巨噬细胞对病原细菌的吞噬防御功能。

通过三型分泌系统分泌毒力效应蛋白分子进入真核宿主细胞内,进而阻断或调节宿主免疫相关的信号通路是许多革蓝氏阴性病原菌普遍采用的致病机制,也是目前研究较为广泛的领域。寻找这些效应分子在宿主细胞中的靶蛋白并阐明其作用于靶蛋白及相关信号通路的生物化学机理对于我们认识病原菌致病机理和建立有效防治手段有着重要的意义。 同时,这也可能促进我们对真核细胞本身的信号转导机制的进一步理解。在这项研究中,邵峰研究小组发现在包括肠致病性大肠杆菌(Enteropathogenic Escherichia coli,EPEC)和肠出血性大肠埃希菌(Enterohaemorrhagic Ecoli,EHEC)等肠道病原细菌中存在一类保守的三型分泌系统效应蛋白分子(EspH)。细胞生物学和信号转导的的实验研究分析表明,EspH具有抑制真核宿主细胞中RhoGTPase信号转导的功能,并且这种抑制作用是发生在RhoGTPase的上游信号分子RhoGEF这一层面。紧接着的生物化学实验结果表明,EspH在体外和体内都能够特异性的结合RhoGEF中保守的DH-PH催化结构域。 EspH的结合位点似乎和RhoGTPase在DH-PH结构域上的结合位点有部分重叠,EspH的结合竞争性地阻止了RhoGTPase在RhoGEF的结合作用下的激活从而导致下游的肌动蛋白细胞骨架信号转导受到抑制。比较有意思的是,当用野生型和EspH敲除的肠致病性大肠杆菌感染巨噬细胞时,作者进一步发现EspH敲除的菌株相对很容易被巨噬细胞吞噬而被清除。鉴于RhoGTPase及其控制的下游肌动蛋白细胞骨架信号通路激活在巨噬细胞吞噬过程的关键作用,这个发现和上述EspH能够作用于并抑制RhoGEF的DH-PH结构域功能的生化活性也是非常吻合的。

这篇文章报道的研究成果丰富了人们对肠道病原菌和宿主细胞骨架相互作用的认识,解释了肠致病性大肠杆菌如何拮抗宿主巨噬细胞对其的吞噬防御作用。同时,EspH也是迄今为止报道的第一个作用于宿主中RhoGEF分子的病原菌效应蛋白。

博士研究生董娜为本文的第一作者,同实验室的柳丽萍(技术员)也对该项研究有所贡献,邵峰博士为本文通讯作者。此项研究为科技部863和北京市科委资助课题,完全在北京生命科学研究所完成。