揭秘细菌如何利用“注射器”样结构引发机体感染

　　近日来自麻省总医院的研究人员通过研究揭示了致病性细菌如何将毒性蛋白运输到宿主中进而引发感染，相关研究刊登于Nature Microbiology杂志上，文章中研究者描述了一项关键过程，即引发腹泻的志贺氏菌如何将特殊蛋白靶向“注射”到宿主细胞中，该研究发现同样也适用于对其它细菌的研究，比如沙门氏菌等，这些致病菌通常会引发伤寒、黑死病及许多院内获得性肺炎等。

　　医学博士Marcia Goldberg指出，许多细菌性病原体都会通过向宿主细胞注射特殊效应蛋白来建立感染过程，因此对特殊效应蛋白的运输是病原体维持在人类组织中引发持续性感染的重要介导子；通常情况下细菌会通过一种名为三型分泌系统的特殊“装置”来注射效应蛋白引发感染，首先病原体会在细胞膜上开孔，随后将效应器蛋白运输到宿主细胞内，本文研究数据显示，一种膜孔蛋白和细胞中另一种蛋白之间的相互作用对于细菌成功引发宿主细胞感染非常关键。

　　细菌的三型分泌系统(T3SS，type 3 secretion systems)包括了细胞基体及一种针状结构，特殊的针状结构可以检测细菌同靶向宿主细胞之间的接触，当细菌同宿主细胞接触后，T3SS就会分泌两种蛋白，组成靶向细胞膜上的膜孔结构，当细胞小孔结构形成后，T3SS就会靠近孔状结构并且将细菌特殊蛋白释放到宿主细胞中，然而细胞膜上的孔状结构如何形成以及T3SS如何接近孔状结构，目前研究者并不清楚。

　　本文中，研究者就进行了一系列试验来阐明上述过程发生的机制，研究者指出，志贺氏菌感染需要宿主细胞内存在名为中间丝的细胞支架蛋白质的存在（波形蛋白），而波形蛋白对于T3SS有效运输效应蛋白非常重要，其可以直接与名为IpaC的蛋白相互作用，IpaC是一种组成宿主细胞膜针孔结构的特殊蛋白，当波形蛋白并不参与针孔结构的形成时，研究者发现其或许就可以帮助志贺氏菌的三型分泌细胞“停靠”在宿主细胞膜的孔状结构附近，并且诱导效应蛋白分泌进入宿主细胞。

　　同时研究者表示，志贺氏菌感染的细胞中中间丝结构的存在对于病原体成功引发感染也非常必要，利用沙门氏菌和耶尔森菌进行试验，结果显示，中间丝是细菌T3SS引发感染所需要的，这或许就阐明了所有利用T3SSs进行感染的病原体所具有的一种类似的机制。

　　最后研究者Brian Russo博士说道，我们知道三型分泌系统对于病原体的毒力非常重要，而该系统的失活会使得病原体变得不再具有毒性，因此对三型分泌系统功能的基础性理解或可帮助后期研究者开发新型疗法来抵御重要的细菌性感染。