研究表明细菌蛋白质能够保持人体细胞健康

巴西圣保罗大学 (USP) 的研究人员与澳大利亚的同事合作，发现了一种新型细菌蛋白，即使在细胞细菌负担很重的情况下，它也可以保持人类细胞的健康。这一发现可能会为与线粒体功能障碍相关的多种疾病带来新的治疗方法，例如癌症和自身免疫性疾病。线粒体是提供细胞生化反应所需的大部分化学能的细胞器。

有关该研究的文章 发表在《PNAS》 杂志上 。研究人员分析了伯氏柯克斯体入侵宿主细胞时释放的 130 多种蛋白质 ，发现至少一种能够通过直接作用于线粒体来延长细胞寿命。

入侵宿主细胞后， 伯氏梭菌 释放出一种迄今为止未知的蛋白质，作者将其称为线粒体柯克斯体效应子 F (MceF)。MceF 与谷胱甘肽过氧化物酶 4 (GPX4)(一种位于线粒体中的抗氧化酶)相互作用，通过促进抗氧化作用来改善线粒体功能，从而避免细胞损伤和死亡(当病原体在哺乳动物细胞内复制时可能会发生这种情况)。

“ C. burnetii 使用各种策略来防止入侵细胞死亡并在其中繁殖。一种是 MceF 对 GPX4 的调节，这是我们在本文中发现并报道的机制。这些蛋白质在细胞线粒体中的重新分配使哺乳动物细胞即使在感染大量细菌的情况下也能活得更长，”该文章的通讯作者之一、 Ribeirão Preto 医学院 (FMRP) 教授Dario Zamboni说。 -药典)。

该研究是在 FAPESP 的研究、创新和传播中心 ( RIDC ) 之一的炎症性疾病研究中心 ( CRID ) 与澳大利亚莫纳什大学教授 Hayley Newton 合作进行的。 FAPESP 还通过Zamboni 协调的项目提供了资金 。

“基本上，我们发现了伯氏念珠菌 使用的一种策略， 可以在密集复制的同时保持细胞更长时间的健康。我们发现它的蛋白质 MceF 将 GPX4 重定向到线粒体，在那里它充当有效的抗氧化剂，为受感染的细胞解毒并防止细胞成分老化，同时允许细菌复制 。 ”文章，源自他的 博士研究。

细胞生物学家

伯内特隐球菌 是一种称为 Q 热的严重感染的病原体，Q 热是一种相对常见但诊断很少的人畜共患病。作者表示，农业疫情是“日益严重的经济和公共卫生负担”。

这种细菌会导致人类非典型肺炎和某些动物(如牛、绵羊和山羊)的柯克氏病。赞博尼解释说，它非常适合入侵和控制巨噬细胞和单核细胞(白细胞是生物体前线免疫防御的一部分)，抑制宿主对感染的反应。

“深入研究这种细菌的兴趣恰恰在于它颠覆细胞功能的能力。其他细菌只有在大量繁殖时才会引起疾病，而与此不同的是，单个 伯内特念珠菌 就足以使健康人患病。因此它可以有效地调节其入侵的细胞。我们开玩笑地称它为一位杰出的细胞生物学家，因为它具有调节宿主细胞中一切的能力，”赞博尼说。

他补充说， C. burnetii的另一个有趣的方面 是它在细胞中复制大约一周。相比之下， 引起严重食物中毒的沙门氏菌会在 24 小时内导致宿主细胞死亡。

“观察伯 氏念珠菌 是了解细胞功能的好方法。就这项研究而言，它帮助我们了解如何治疗线粒体功能障碍，并为人类程序性细胞死亡提供了见解，”他说。

为了分析细菌破坏巨噬细胞并直接作用于线粒体的能力，研究人员进行了涉及大蜡蛾( Galleria mellonella )幼虫的体外测定和实验。在研究的第一阶段，他们研究了来自 伯氏梭菌的80 多种新蛋白质 ，这些蛋白质有可能与宿主细胞相互作用并颠覆其功能。Zamboni 说：“我们最终将重点放在 MceF 上，因为它直接作用于线粒体，而线粒体在细胞死亡过程中发挥着关键作用。”

该小组现在将继续在两个方面进行研究，一个旨在更深入地了解其他感兴趣的蛋白质，另一个涉及生化研究，以了解有关 MceF 如何影响 GPX4 的更多信息。

“这项研究的好处在于，通过研究细菌，我们了解了很多关于细胞信号传导、细胞死亡和逆转线粒体功能障碍的新方法。我们不需要发明新技术。这个过程已经在细菌与宿主细胞相互作用的过程中发生，”他说。