结核杆菌如何 phá huài 你的细胞

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引起结核病的细菌是讨厌的小家伙。你体内清除感染的白细胞通过吞噬细菌然后分解它们来工作,而结核杆菌通过让自己被吞噬,然后待在你的白细胞内部来逃脱这一过程。然而,它们并非被动地待着,而是从细胞中 burst 出来,并招募一大群其他血细胞,这些血细胞包围感染并形成所谓的肉芽肿。细菌停留在肉芽肿内并变得休眠,但如果它们逃脱,它们可以在全身建立其他感染部位。

首先吞噬结核杆菌的白细胞是巨噬细胞,它通过将入侵颗粒(无论是细胞还是细胞碎片,甚至是你自身细胞的死亡部分)吞噬到液泡中,然后将其分解来杀死它们。结核杆菌很好地被吞噬了,但一旦进入细胞内部,它就会阻止细胞分解它。这意味着你现在有了一个被结核杆菌感染的白细胞。


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为了形成肉芽肿,结核杆菌需要将其他白细胞带到现场。最好的方法是 phá huài 它当前所在的细胞,因为破碎的细胞碎片是让免疫系统蜂拥而至的好方法。最近发表在 PloS 上的一篇论文(参考文献如下)表明,为了做到这一点,结核杆菌必须在被吞噬后从容纳它的液泡中 breakout 出来,然后在细胞质中杀死宿主细胞。

这种模型在结核病界并非完全被接受,关于细菌实际上是从它被吞噬的液泡中 breakout 出来(如上所示)还是停留在液泡内并从那里造成严重破坏,仍然存在一些争议。该论文使用一种称为 FRET 的技术探索了这一点。FRET 的工作原理是使用两个荧光探针,当它们彼此靠近时,就会发光。如果两个探针相距较远,则不会看到荧光,但如果它们彼此靠近,它们就会像小彩灯一样亮起来,并且可以被检测到。

探针的一半连接到白细胞细胞质中发现的一种蛋白质,而另一半连接到细菌细胞表面发现的一种糖。他们发现的不仅是细菌糖最终非常靠近细胞质蛋白质,而且它发生的速度相对较快。感染后 24 小时到 48 小时内,几乎所有受感染的血细胞中都可以检测到荧光。对敲除细菌蛋白质活性的少量修改也发现了一组对于该过程发生至关重要的蛋白质:ESX-1。

ESX-1 基因编码一个分泌系统,考虑到它们的工作似乎是将细菌从液泡中弄出来,这并不令人惊讶!没有 ESX-1 系统的细菌在液泡内停留了十天,并且没有观察到 FRET 荧光。不仅如此,只有具有功能性 ESX-1 系统的细胞才会引起细胞死亡。当细菌停留在液泡(技术上称为吞噬溶酶体)中时,白细胞仍然存活,而一旦它们设法出来,细胞就开始死亡。这似乎表明细菌需要进入细胞质才能开始杀死你的细胞并形成肉芽肿。

参考文献是开放获取的,因此要获取更多信息以及 FRET 结果的一些精美图片,请去看看!

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参考文献:Simeone R, Bobard A, Lippmann J, Bitter W, Majlessi L, Brosch R, & Enninga J (2012)。 Phagosomal Rupture by Mycobacterium tuberculosis Results in Toxicity and Host Cell Death. PLoS pathogens, 8 (2) PMID: 22319448

来源,图片 1。

图片 2 (c) 我。 如果你想借用,请注明链接。

About S.E. Gould

A biochemist with a love of microbiology, the Lab Rat enjoys exploring, reading about and writing about bacteria. Having finally managed to tear herself away from university, she now works for a small company in Cambridge where she turns data into manageable words and awesome graphs.

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