揭秘細菌如何利用“注射器”樣結構引發機體感染

　　近日來自麻省總醫院的研究人員通過研究揭示了致病性細菌如何將毒性蛋白運輸到宿主中進而引發感染，相關研究刊登于Nature Microbiology雜志上，文章中研究者描述了一項關鍵過程，即引發腹瀉的志賀氏菌如何將特殊蛋白靶向“注射”到宿主細胞中，該研究發現同樣也適用于對其它細菌的研究，比如沙門氏菌等，這些致病菌通常會引發傷寒、黑死病及許多院內獲得性肺炎等。

　　醫學博士Marcia Goldberg指出，許多細菌性病原體都會通過向宿主細胞注射特殊效應蛋白來建立感染過程，因此對特殊效應蛋白的運輸是病原體維持在人類組織中引發持續性感染的重要介導子；通常情況下細菌會通過一種名為三型分泌系統的特殊“裝置”來注射效應蛋白引發感染，首先病原體會在細胞膜上開孔，隨后將效應器蛋白運輸到宿主細胞內，本文研究數據顯示，一種膜孔蛋白和細胞中另一種蛋白之間的相互作用對于細菌成功引發宿主細胞感染非常關鍵。

　　細菌的三型分泌系統(T3SS，type 3 secretion systems)包括了細胞基體及一種針狀結構，特殊的針狀結構可以檢測細菌同靶向宿主細胞之間的接觸，當細菌同宿主細胞接觸后，T3SS就會分泌兩種蛋白，組成靶向細胞膜上的膜孔結構，當細胞小孔結構形成后，T3SS就會靠近孔狀結構并且將細菌特殊蛋白釋放到宿主細胞中，然而細胞膜上的孔狀結構如何形成以及T3SS如何接近孔狀結構，目前研究者并不清楚。

　　本文中，研究者就進行了一系列試驗來闡明上述過程發生的機制，研究者指出，志賀氏菌感染需要宿主細胞內存在名為中間絲的細胞支架蛋白質的存在（波形蛋白），而波形蛋白對于T3SS有效運輸效應蛋白非常重要，其可以直接與名為IpaC的蛋白相互作用，IpaC是一種組成宿主細胞膜針孔結構的特殊蛋白，當波形蛋白并不參與針孔結構的形成時，研究者發現其或許就可以幫助志賀氏菌的三型分泌細胞“停靠”在宿主細胞膜的孔狀結構附近，并且誘導效應蛋白分泌進入宿主細胞。

　　同時研究者表示，志賀氏菌感染的細胞中中間絲結構的存在對于病原體成功引發感染也非常必要，利用沙門氏菌和耶爾森菌進行試驗，結果顯示，中間絲是細菌T3SS引發感染所需要的，這或許就闡明了所有利用T3SSs進行感染的病原體所具有的一種類似的機制。

　　最后研究者Brian Russo博士說道，我們知道三型分泌系統對于病原體的毒力非常重要，而該系統的失活會使得病原體變得不再具有毒性，因此對三型分泌系統功能的基礎性理解或可幫助后期研究者開發新型療法來抵御重要的細菌性感染。