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《自然》:能識(shí)別細(xì)菌毒力因子的蛋白

日期:2014-08-29 08:57:15

 

所有的動(dòng)物,包括人在內(nèi),每天都要接觸到空氣、水和食品中各種各樣的化學(xué)物質(zhì)。其中一些攜帶了關(guān)于宿主環(huán)境的有價(jià)值信息,如是否存在食物,捕獵者,異性成員,或者家庭成員。但是還有一些則是有害物質(zhì),需要被清除。

 

識(shí)別這些信息并對(duì)此作出應(yīng)答的作用機(jī)制中,有一種是依賴于芳烴受體蛋白(aryl hydrocarbon receptor,AhR),這種蛋白能檢測(cè)到環(huán)境中遇到的有毒化合物,并進(jìn)行消除。近期一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)細(xì)菌化合物:吩嗪類物質(zhì)(phenazines)也能作為AhR配體,如果AhR識(shí)別出了這種毒力因子,那么也能直接幫助免疫系統(tǒng)消除入侵的微生物病原體。

 

芳香烴受體(AhR)是一種配體激活轉(zhuǎn)錄因子,可介導(dǎo)多環(huán)芳烴類化合物的毒性反應(yīng)(包括致癌性),還參與一些重要的生物學(xué)過程,如信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞分化、細(xì)胞凋亡等。

 

此前的研究曾表明,缺失這種受體的小鼠會(huì)出現(xiàn)器官淋巴細(xì)胞侵潤(rùn),脾臟和淋巴結(jié)中的淋巴細(xì)胞減少的現(xiàn)象,而最新這項(xiàng)研究則發(fā)現(xiàn)缺失芳香烴受體的小鼠隨著肺部病原體的感染,會(huì)發(fā)展更為嚴(yán)重的癥狀,在其肺部有更多細(xì)菌,死亡的可能性更大。

 

一些細(xì)菌,如假單胞菌的吩嗪能引起患者呼吸道感染,而這正是芳香烴受體的一種配體,芳香烴受體的特別之處在于,它直接結(jié)合細(xì)菌色素,然后觸發(fā)細(xì)胞核中幾個(gè)負(fù)責(zé)分解毒力因子的基因。為此,它從外部移到細(xì)胞核的內(nèi)部,在那里與DNA結(jié)合。

 

研究人員指出,芳香烴受體將受體和轉(zhuǎn)錄因子的作用合二為一,因此可以對(duì)感染做出迅速的反應(yīng)。相反,免疫系統(tǒng)的其他受體必須依賴傳遞關(guān)于病原體進(jìn)入細(xì)胞核的信息的輔助蛋白。

 

AhR的配體多種多樣,比如危險(xiǎn)的化學(xué)物質(zhì),色氨酸代謝產(chǎn)物,水果和十字花科蔬菜中的配體,以及吩嗪等,這表明趙惠宗受體具有一種復(fù)雜而多樣的接收受體功能,這種功能還有待研究。

 

此外,研究人員還曾利用芳烴受體途徑進(jìn)行其它方面的研究,比如波士頓大學(xué)醫(yī)學(xué)院的研究人員就利用能夠調(diào)節(jié)芳香烴受體AhR通路的化合物,將iPS細(xì)胞成功分化成為紅細(xì)胞和血小板,并深入分析了血細(xì)胞的形成。

 

環(huán)境毒素能夠通過與AhR通路,促進(jìn)癌細(xì)胞的發(fā)展。而研究人員發(fā)現(xiàn),添加調(diào)節(jié)AhR通路的化合物,能夠在短時(shí)間內(nèi)使紅細(xì)胞和血小板的產(chǎn)量發(fā)生指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。這說明AhR在血細(xì)胞的正常發(fā)育中具有重要作用。

 


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