單核細(xì)胞增生利斯特菌(Listeria monocytogenes)入侵身體時會霸占寄主細(xì)胞的肌動蛋白細(xì)胞骨架用于入侵其他細(xì)胞,。一項新的研究給出了這種感染手段背后的分子機(jī)制。這篇文章發(fā)表在3月25日的Journal of Biological Chemistry雜志上。
利斯特菌能導(dǎo)致一系列不同的疾病,,其中最嚴(yán)重的是腦膜炎。感染從細(xì)菌與細(xì)胞表面的一種受體結(jié)合開始,,并且能使細(xì)胞將其攝入,。這種細(xì)菌能夠在細(xì)胞中擴(kuò)增,,然后利用一種叫做ActA的蛋白來刺激寄主細(xì)胞的肌動蛋白在細(xì)菌的一端形成細(xì)絲,。
當(dāng)這些纖維絲伸長時,它們能將細(xì)菌推向細(xì)胞外膜,。然后,,細(xì)菌進(jìn)入到新的細(xì)胞并開始新的侵染循環(huán)。在大多數(shù)細(xì)胞中,,有兩種細(xì)胞膜脂質(zhì)——PIP2和PIP3與新肌動蛋白絲的形成有關(guān),。PIP3由一種叫做PI3激酶的酶利用PIP2合成。這些脂質(zhì)吸引并改變調(diào)節(jié)肌動蛋白裝配的蛋白的功能,。PIP2和PIP3還防止加帽蛋白(capping protein)與肌動蛋白絲末端結(jié)合并使新的肌動蛋白絲能夠裝配,。
由于利斯特菌能夠刺激肌動蛋白的裝配并且PIP2和PIP3定位在新肌動蛋白裝配的區(qū)域上,因此研究人員決定調(diào)查這些脂質(zhì)在利斯特菌感染中的功能,。研究發(fā)現(xiàn)這些脂質(zhì)位于遷移細(xì)菌的前面,,而且當(dāng)用能抑制PI3激酶的分子處理細(xì)菌會減緩細(xì)菌的運動——這意味著利斯特菌依靠PI3激酶運動。
研究顯示利斯特菌能夠識別進(jìn)出信號,,而大部分的這類信號來自細(xì)胞外部的分子結(jié)合受體。在利斯特菌中,,這種胞內(nèi)病原體能夠利用來自細(xì)胞膜內(nèi)部的信號,。而且,細(xì)胞內(nèi)細(xì)菌能夠?qū)⒓闹骷?xì)胞膜脂質(zhì)吸引到它的表面,,并且這些膜脂質(zhì)便利細(xì)菌遷移進(jìn)細(xì)胞內(nèi),。
這項研究證明利斯特菌是一種能用于研究磷酸肌醇(phosphoinositides)調(diào)節(jié)肌動蛋白骨架機(jī)制的簡化模型系統(tǒng),而且這種模型系統(tǒng)還有可能促進(jìn)人們對這些磷脂控制細(xì)胞肌動蛋白骨架機(jī)制的了解,。這些發(fā)現(xiàn)還為研究細(xì)菌的運動提供了重要線索,,并且還為PI3激酶抑制劑用于控制利斯特菌感染打開了大門。