研究揭示了大肠杆菌在引发感染方面的秘密武器

大多数类型的大肠杆菌是无害的，但那些不会导致严重威胁生命的腹泻。这些有问题的细菌通过诱导肠细胞形成微小结构(称为基座)来发动感染，这种结构将病原体固定在适当位置并帮助菌落生长。

本周在mBio，微生物学家描述了致残基座形成的致命弱点。关于肠致病性和肠出血性大肠杆菌(EPEC和EHEC)的实验室实验表明，当病原体被阻止将一种名为EspG的蛋白质注射到肠道宿主中时，宿主在产生将细菌固定在适当位置的基座上的速度较慢且效率较低。进一步调查显示，EspG劫持了细胞通路。

英国剑桥大学的微生物学家和研究联合负责人Peter Hume博士说，这些发现有助于揭示感染机制，并提出新的治疗途径。

“通过了解这些途径如何发挥作用，我们认为我们可以开发出干扰感染过程的新方法，”他说。

根据世界卫生组织的统计，全世界每年有超过50万儿童死于腹泻病，而大肠杆菌的致病菌株是最常见的原因之一。但治疗这些感染可能很棘手。例如，使用抗生素治疗患有EHEC的人可以引发细菌释放志贺毒素，这可能导致类似于败血症的危及生命的感染。Hume说，这意味着医疗服务提供者需要除抗菌药物以外的治疗方法来控制这些感染。

研究人员早就知道致病性大肠杆菌会向宿主注射多种蛋白质，包括EspG。然而，到目前为止，这些相互作用仅与其他生化功能有关。“以前人们试图寻找与基座的联系，但他们没有找到一个，”休姆说，他的工作重点是细菌病原体如何影响宿主细胞的细胞骨架。目前的研究是在Vassilis Koronakis实验室进行的，由Hume与剑桥同事Vikash Singh和Anthony Davidson合作完成。

此前，研究人员研究了EspG对巨噬细胞的影响，这些研究结果表明蛋白质可能在肠道基质的基座形成中被忽视。

对于目前的研究，他们用野生型EHEC和EPEC感染一组Hap1细胞，并用相同类型的大肠杆菌感染另一组，但缺乏负责产生EspG的基因。研究人员使用荧光显微镜研究了结果。缺乏EspG的大肠杆菌感染的细胞需要更长的时间才能产生野生型菌株的基座，产生的基座更短。

随后的实验表明，EspG蛋白通过清除一种名为PAK的活性酶来劫持宿主细胞。虽然之前的研究表明EspG和PAK之间存在联系，但新研究首次将两者联系起来形成了基座。

这种联系也可以帮助研究其他疾病的研究人员。PAK与某些癌症有关，其他研究表明，某些病毒 - 包括HIV-可以激活它。

“这项研究很可能与其他操纵相同途径的病原体有关，”休姆说。

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