细胞内机制显示促进致命细菌感染的传播

根据发表在《美国国家科学院院刊》上的研究结果，西北医学研究人员发现了促进创伤弧菌快速传播的新蛋白质机制，创伤弧菌是一种罕见但致命的细菌，可引起弧菌病和败血症

创伤弧菌生活在温暖的沿海水域，摄入后可引起严重感染。大多数人通过食用生的或未煮熟的贝类，尤其是牡蛎，或在暴露伤口的情况下游泳，感染细菌引起的弧菌病

在美国，每年约有150至200人患上弧菌病。然而，根据美国疾病控制和预防中心的数据，其中20%的人将死于这种疾病。由于气候变化，病例数量继续增加，免疫抑制的人，特别是肝病患者，患病风险更高

Anne Stewart Youmans微生物学教授、该研究的资深作者Karla Satchell博士说：“这真的是你听说你不应该在没有'r'的月份食用牡蛎的主要原因；因为海洋变暖的海水允许创伤弧菌生长，并可能导致这种致命的疾病。”

十多年来，Satchell的实验室一直在研究弧菌病以及使创伤弧菌损伤肠壁并分泌毒素导致严重胃肠道感染的潜在机制

Satchell团队之前的研究发现，这种感染是由一种名为毒素多功能自动处理重复序列（MARTX）的大型毒素的产生介导的。MARTX中含有促进感染的更小的毒素，最常见的是Makes Caterpillars Floppy like（MCF）毒素

此外，Satchell的研究小组发现，MCF毒素与一种名为二磷酸腺苷核糖基化因子（ARF）的特定蛋白质亚型相互作用，该亚型有助于介导细胞功能，存在于所有真核细胞中

Satchell实验室高级研究员、该研究的主要作者Alfa Herrera博士说：“我们认为，创伤弧菌引起这些不同感染的原因可能是它用于激活的这些保守蛋白质。”

在目前的研究中，科学家们使用了一种名为Alphafold2的机器学习技术来预测这些与促进创伤弧菌感染的MCF毒素相互作用的人类蛋白质的结构。使用这项技术，科学家们发现MCF附着并降解了所有Rab家族鸟苷三磷酸酶（GTP酶）的一半，GTP酶是支持细胞功能和存活各个方面的蛋白质

Herrera说：“这真的很令人兴奋，因为它使我们能够确定它是如何靶向这些蛋白质的，它是如何导致它们降解并导致细胞死亡的。”

Herrera表示，在其他细菌中也观察到了MCF驱动的这种促进感染的机制，这表明这种机制可能是治疗Rab-GTP酶失调的其他疾病（包括癌症）的有前途的治疗靶点

Herrera说：“我们正在考虑的不仅仅是感染，如果我们可以操纵我们的特定毒素来靶向我们想要的特定蛋白质，那么也许我们可以利用它来介导人类疾病。”

萨切尔说，这项研究还强调了气候变化对疾病传播的直接影响，特别是在美国，以及研究这种疾病和监测其流行情况如何为预防性公共卫生措施提供信息

Satchell说：“有很多非常酷的研究正在研究气候变化如何影响美国的感染，创伤弧菌是用于追踪这一点的核心模型之一，因为这是一种罕见的疾病，随着海水变暖，其发病率正在增加。” More information: Alfa Herrera et al, Vibrio MARTX toxin processing and degradation of cellular Rab GTPases by the cytotoxic effector Makes Caterpillars Floppy, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2316143121

Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences