致命性附着 致病菌如何粘附在粘膜上并避免去角质
鼻,咽喉,肺,肠和生殖道中的粘液表面是许多病原体首次接触的点。作为一种防御策略,大多数动物(和人类)可以快速去除这些表面(即脱落表面层)以摆脱任何附着的攻击者。5月12日在PLOS病原体上发表的一项研究揭示了细菌防止脱落的常见策略,因此可以获得额外的时间来定植粘膜或穿透粘膜屏障。
来自德国康斯坦茨大学的Christof Hauck及其同事最近表明,在泌尿生殖道中定殖的一种细菌 - 淋病奈瑟菌(Neisseria gonorrhoeae)能够抑制去角质。在该过程中,细菌使用称为Opa的蛋白质与粘膜细胞上表达的宿主蛋白CEACAM家族成员(对于CEA相关的细胞粘附分子)结合。这种结合在某种程度上使得粘膜表面层上的人体细胞更粘,并且不太可能从下面的层分离。
大多数病原体 - 宿主相互作用非常复杂并且涉及几种细菌蛋白 - 通常被称为“毒力因子”,因为它们使微生物引起疾病。在这项研究中,研究人员检查了CEACAM的使用是否不仅是必要的,而且足以抑制去角质,或者是否还需要其他因素和过程。
他们开始通过基因工程来自通常无害的大肠杆菌菌株(没有自己的CEACAM结合蛋白),以便它们表达Opa蛋白。他们发现,这种单一的改变使得修饰的大肠杆菌不仅可以结合人CEACAM蛋白,还可以抑制去角质。
研究人员还使用了没有任何CEACAM家族成员的组织培养细胞。如果这些细胞被含有Opa的奈瑟氏球菌或大肠杆菌菌株感染,它们不会改变它们的粘附性质。相反,如果将表达CEACAM的基因导入这些细胞中,当它们被含有Opa的细菌感染时它们会变粘,但是当感染缺乏Opa基因的无害大肠杆菌菌株时则不会。
总之,这些结果表明,Opa-CEACAM相互作用会引发受感染细胞的“粘性”增加。到目前为止所描述的实验是在与塑料培养皿中的细菌一起培养的人细胞中进行的,并且通过宿主细胞粘附到塑料表面的程度来测量粘性。
为了研究细菌与真实粘膜表面之间的相互作用,研究人员研究了转基因小鼠,这些小鼠被设计成在其粘膜表面表达高水平的人CEACAM。当这些小鼠在阴道内用表达Opa的细菌感染时,研究人员发现许多细菌粘附在粘膜表面。他们还在24小时后回收了大量细菌,这表明最初的粘附能力转化为随后成功的“粘膜定植”。
相反,当在其粘膜上仅表达小鼠CEACAM的对照小鼠被含有Opa的细菌感染时,发现很少有细菌粘附在阴道粘膜上。类似地,当表达人CEACAM的小鼠被无害的大肠杆菌(没有Opa)感染时,发现很少有细菌附着在阴道内膜上 - 大概是因为去角质有效地工作 - 并且几乎没有一个在24小时后仍然存在。
其他几种引起疾病的细菌菌株具有也可以结合CAECAM但与Opa无关的蛋白质。为了研究这些蛋白质是否像Opa一样起作用,研究人员测试了表达CEACAM的小鼠中的一种菌株。他们发现大量表达Afa / Dr的细菌(所讨论的无关CEACAM结合蛋白)在感染后粘在阴道壁上,这些细菌随后也成功定植阴道。
基于这些结果,研究人员提出“CEACAM结合粘附素在多种革兰氏阴性细菌病原体中独立进化[...],作为促进与适当宿主生物的粘膜的初始,物种特异性接触的手段,并且抵消浅表细胞的脱离“。他们得出结论:“对这一过程的详细机械洞察以及操纵去角质的能力可能有助于预防或治疗细菌感染”。
推荐内容
-
研究暗示了鳞状恐龙腿如何能获得鸟状羽毛
犹他大学的科学家们确定了两个基因,这些基因使一些鸽子品种形成羽毛状的脚,称为套管,而其他基因则缩小了脚。相同或相似的基因可以解...
-
研究发现多基因风险评分对预测心脏病风险没有帮助
多基因风险评分-遗传评估,医生一直希望能预测患者冠状动脉心脏疾病(CHD) -已被发现不被疾病风险有用的预测生物标志物,根据发表在范德比
-
研究人员使用近战技术拍摄细菌以窃取抗生素抗性基因
加利福尼亚大学圣地亚哥微生物群创新中心的研究人员已经确定了临床相关细菌可能获得抗生素抗性的机制,并提出了预测其传播条件的模型。...
-
可耐尔工业研究项目的延续
从2019年9月开始,可耐尔现在是欧盟资助的一部分,它创造了一个潜在的研究项目,目标是促进化学原料的可持续生产。该研究项目由10家零部...
-
研究发现基因疗法可以治疗马的跛足
在喀山联邦大学,莫斯科国立学院和诺丁汉大学的科学家们进行的一项新研究发现,将DNA注入受伤的马腱和韧带可以治愈跛行。基因治疗技术用于
-
寻找最小的基因可能会产生巨大的收益
尽管科学家们知道大约25,000个编码重要生物学蛋白质的基因,但隐藏在我们DNA中的其他较小基因可能同样重要。但是事实证明,这些微小的遗传
-
基因疗法可恢复先天性耳聋
由法国科学家领导的一个国际研究小组利用基因疗法来恢复成年小鼠的听力,这些小鼠患有DFNB9耳聋,这是最常见的遗传性或先天性耳聋之一。除
-
植物病毒改变了蚜虫物种之间的竞争
在植物喂养昆虫的世界中,谁首先出现在聚会上决定了聚会的整体成功;宾夕法尼亚州立大学的研究人员表示,病毒可以破坏这些错综复杂的关系。
-
研究小组研究了成对的大肠杆菌菌株
就像动物和人类一样,细菌享受着良好的斗争。他们在追求最佳领土的过程中刺伤,推挤和互相毒害。虽然这一点很清楚,但对于细菌在其微型...
-
UVA科学家发现了阿尔茨海默氏症帕金森症中神秘细胞死亡的可能解释
弗吉尼亚大学医学院的科学家已经确定了阿尔茨海默氏症,帕金森氏症和其他神经退行性疾病中特定脑细胞神秘死亡的可能解释。新的研究表明...