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关于阻断志贺和蓖麻毒素的新亮点 - 以及标志性的生物过程

文章作者:www.cs-vaccine.com发布时间:2020-02-22浏览次数:761

纪东,博士他的实验室是毒素的世界专家,以及如何对抗它们。他们已经弄清楚了艰难梭菌最有效的毒素是如何进入细胞并注入自1969年以来发现的第一种新的肉毒杆菌毒素。现在他们专注于志贺和蓖麻毒素,他们不仅发现了新的潜在毒素。防御,也揭示了细胞生物学的基本部分:糖基化。

该研究最近发表在PLOS Biology上,使用CRISPR/Cas9技术探索细胞中毒素进入所需的因子。志贺毒素是由志贺氏痢疾杆菌和一些大肠杆菌菌株产生的食物中毒的广泛来源。如O157:H7,偶尔会引起儿童溶血性尿毒综合症,严重的肾脏疾病。蓖麻毒素是一种用作生物恐怖主义剂的植物毒素。

毒素在细胞受体中需要什么?

志贺和蓖麻毒素一旦进入组织,就会产生类似的作用机制,破坏细胞产生蛋白质的能力。然而,为了进入,它们依赖于不同的进入门户:志贺毒素使用称为Gb3(一种含糖的脂肪分子)作为受体的糖脂,而蓖麻毒素使用多种聚糖(糖分子))。

但除此之外,鲜为人知。董和第一作者,波士顿儿童医院泌尿科的研究员宋海天博士希望完成这一工作。

研究小组从志贺毒素开始。他们使用CRISPR/Cas9进行全基因组筛选。筛选需要系统地删除细胞系中的基因,以查看这些基因中的任何基因的丢失是否阻止了毒素的进入。

“这在以前是不可能的,因为在大多数细胞类型中没有发现毒素受体,”Dong说。 “宋海筛选了许多不同的细胞系,但直到他与我们的邻居,泌尿科的Rosalyn Adam博士谈话时才取得了很大的成功,他恰好患有一些膀胱癌细胞系。其中之一是志贺过敏性毒素。因为它具有高水平的Gb3。找到一个好的细胞模型是该项目的第一个突破。“

在容易获得的HeLa细胞系中,使用第二筛选来发现蓖麻毒素毒性所需的细胞因子。

“屏幕方法非常强大,”田说。 “它确定了两种毒素的几乎所有已知因素,以及一些新因素。”

阻止毒性的新线索

当团队比较志贺和蓖麻毒素筛选的结果时,他们发现两种毒素类别需要细胞穿透因子:跨膜蛋白TMEM165和TM9SF2。两者都存在于细胞的高尔基体中,其作用是修饰和包装由细胞组成的大分子。当除去任何一种时,细胞产生减少量的称为糖鞘脂的一组脂肪分子,包括Gb3。

TMEM165和TM9SF2在功能上过于笼统,无法作为试图阻断药物的安全目标,但它们可以指向可能被靶向的其他抑制性分子。

第三种蛋白质LATMP4a提供了更直接的承诺。该细胞特别需要制备用于志贺毒素的受体Gb3。 “这种蛋白质以前不知道,我们认为它可能是滋贺毒性的良好治疗目标,”董说。

更新有关糖基化的教科书章节

Dong在糖基化方面的工作 - 糖与大分子如蛋白质和脂质的结合 - 同样令人兴奋。这种基本的生物学过程使我们的细胞能够创造出更多可变的分子,这些分子具有超出我们遗传编码的多种功能,并在疾

“我们使用毒素作为探针来了解关键的细胞过程,”Dong解释道。 “在我们的筛选中发现了两种新的高尔基体蛋白质TMEM165和TM9SF2,就像调节高尔基体的整体环境一样。我们现在正试图了解它们的具体调节。

这不是Dong的毒素调查首次发现意外情况:艰难梭菌毒素B的研究揭示了一种潜在的抗癌策略。