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【前沿】南京农大猪链球菌病研究团队发现猪源链球菌的“碟中谍”

2019-05-16 来源:动物医学院 作者:马喆 陈洁 图片:

猪链球菌病是一种重要的人兽共患病,具有重要的公共卫生意义。马链球菌兽疫亚种(Streptococcus.equissp.zooepidemicus,SEZ)是猪链球菌病的主要病原之一,引起猪的败血症、脑膜脑炎等,但该菌致脑膜脑炎的机制不明。

2013年,南京农业大学范红结教授团队完成了SEZ-ATCC35246菌株的全基因组测序,发现该菌株特有的水平转移基因bifA(Brain invasion factor A)具有细菌毒力因子特征性Fic结构域(BMC genomics,2013),可能是ATCC35246毒力特征有别于其余SEZ菌株的原因之一。

实际上,某种意义上说,SEZ菌株的危害性主要在于其具有极强的穿透血脑屏障的能力。正常情况下,血脑屏障能够阻止一些有害物质由血液进入脑组织。研究发现,SEZ菌株能够派出”一种蛋白“碟中谍”BifA,“策反”宿主体内的靶蛋白Moesin,打通血脑屏障。

研究人员通过小鼠发病模型显示,SEZ菌株攻击106CFU该菌后24-48小时,小鼠脑部细菌载量高达109-1010CFU,超过其他脏器近100倍。南京农业大学猪链球菌病研究团队与美国哈佛大学医学院Waldor教授团队合作,成功揭示了BifA蛋白在SEZ穿透宿主血脑屏障中的分子机制。研究发现bifA基因的缺失显著降低细菌在小鼠脑组织中的载量,EvansBlue染料评价实验显示小鼠血脑屏障完整性受缺失株影响显著低于野生株;后续实验鉴定并验证到BifA蛋白在宿主脑微血管内皮细胞中的靶蛋白Moesin。Moesin通过PKC依赖的磷酸化发挥调控小G蛋白及细胞骨架动态的作用,同时也是细胞表面分子与细胞骨架联系的纽带,参与细胞表面分子的调控。BifA可通过其Fic结构域活性将脑微血管内皮细胞内Moesin的磷酸化水平维持在高位,继而过度激活下游小G蛋白RhoA及Rac1并导致细胞间紧密连接蛋白Zo-1减少,细胞屏障通透性增加,帮助SEZ穿透血脑屏障。

2019年5月,上述成果以题为“A streptococcal Fic domain-containing protein disrupts blood-brain barrier integrity by activating moesin in endothelial cells”的研究论文刊发于病原微生物学领域权威期刊PLOS Pathogens,南京农业大学动物医学院马喆副教授及彭婕博士为本文共同第一作者,范红结教授及哈佛医学院Matthew K.Waldor教授为共同通讯作者,陆承平教授对该项工作提供了指导与帮助。该项研究得到了“十三五”国家重点研发计划和国家自然科学基金的资助。

文章下载地址为:http://www.plospathogens.org/article/info:doi/10.1371/journal.ppat.1007737


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