我科学家发现艰难梭菌毒素入侵人体“新大门”

时间:2022-04-13 15:58:41来源:科技日报

科技日报2022年04月13日讯 记者近期从西湖大学获悉,西湖大学生命科学学院陶亮团队与施一公团队合作,在《细胞》期刊在线发表最新研究成果,首次揭示了超毒力分支艰难梭菌毒素B的肠道上皮受体——TFPI蛋白。这意味着,他们发现了艰难梭菌毒素B入侵人体的“新大门”。

“艰难梭菌是一种厌氧的革兰氏阳性细菌,因为分离培养比较困难,所以得名‘艰难’。”陶亮说,艰难梭菌是一种造成医院和社区感染腹泻及肠炎的重要病原体,近年来在全球各地造成了一系列爆发性感染,被美国疾病预防控制中心列为最高级别威胁的耐药病菌。

陶亮介绍,过往研究表明,艰难梭菌有5个主要的进化分支,包括Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ型,其中Ⅱ型分支由于其强致病性,又被称为“超毒力分支”。艰难梭菌会产生3种毒素:毒素A、毒素B和二元毒素。其中,毒素B(TcdB)是艰难梭菌致病的关键“武器”,而不同分支产生的毒素B,则又分属不同的亚型,如TcdB1、TcdB2等。

此前,陶亮团队已经发现TcdB1、TcdB3、TcdB5重要的宿主细胞受体——FZD蛋白。但艰难梭菌超毒力分支毒素B的两种亚型TcdB2和TcdB4,均不识别FZD蛋白。他们猜测,一定存在“另一扇门”,即某种未知受体介导变体的毒素B入侵细胞。

通过利用CRISPR-Cas9基因编辑技术排查分析,研究团队锁定了一个名为组织因子途径抑制因子(TFPI)的蛋白,认为它很可能是这两种毒素B亚型进入细胞的“另一扇门”。

陶亮介绍,为了验证这一猜想,研究团队设计并进行了各种不同类型的实验。包括敲除TFPI这扇“大门”,看TcdB4能否闯入细胞;利用冷冻电镜单颗粒三维重构技术,从分子水平直接观察毒素和受体的结合;构建“TFPI诱饵”诱捕毒素,看能否保护细胞和实验动物不受伤害。

这些实验结果不仅证实TFPI是艰难梭菌超毒力分支的TcdB在肠道上皮中的受体,更预示了TFPI作为中和蛋白在防治超毒力艰难梭菌感染中的潜在应用价值。

(记者 刘园园)

关键词: 艰难梭菌
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