浙大教授science发文,侦破“无声杀手”的犯案经过,大家小心海

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  经过一个夏季的禁渔修养,秋季的海鲜可谓是品种丰富,肥美鲜嫩。九雌十雄的螃蟹(九月吃雌蟹最佳,十月吃雄蟹最美),肉嫩味鲜的蛤蜊,还有各种鱼虾……众多海鲜爱好者们又可以一饱口福了。

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  不过,在大快朵颐之际,可千万要小心那些藏匿在美味之中的“隐形杀手”。特别是一种名叫创伤弧菌的细菌,可以在48小时之内置人于死地,堪称“海洋中的无声杀手”!

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创伤弧菌

  看到这儿,吓得小编立刻放下了心中对海鲜的念想,赶紧上网查找相关资料。一看才知道这种细菌的厉害:一旦感染上,发病急,病情发展很快,75%的患者在入院48小时内因多脏器功能不全而死亡。

  这种细菌主要有两种感染途径,一种是进食生的或未经加工熟的贝甲类海产品,另一种途径是破损的肢体接触海水,或海产品刺伤皮肤而感染。各类“男子洗鱼被扎后高烧昏迷,右手肿胀发黑遭截肢”、“男子狂吃海鲜,出现呼吸衰竭症状”等新闻出现在网络上再一次展现了这个细菌的可怕之处。

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  然而,就在小编担心吃海鲜“毒发身亡”的时候,浙江大学生命科学研究院教授朱永群团队传来了一个好消息,让小编不用那么担心吃海鲜时那可怕的“无声杀手”了。朱教授的团队近日发现这一类创伤弧菌的“攻术”,换句话说,“杀手”的犯案手法已经被我们的“名侦探”朱教授和他的团队侦破了!

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  由浙江大学朱永群教授团队撰写的Nε-FattyAcylation of Rho GTPases by a MARTX Toxin Effector论文在10月27日上线的Science杂志发表,论文主要阐释了病原菌致病分子机制的原理,推动了人们对于该机制的深入理解,将有助于研发针对创伤弧菌和霍乱弧菌等致病菌的新型抗菌药物。用一句话来简要概括致命细菌攻击机理的话,那就是:致命细菌“放冷枪”,宿主细胞秒变“球”致命细菌分泌的毒素会“放冷枪”,定向“冻”住宿主细胞的信号通路,让细胞动弹不得,甚至“散架”

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朱永群团队

“放冷枪”

  致命细菌“杀人”的第一个步骤是”放冷箭“,而用到的“凶器”则是名为“RID”的一种MARTX毒素的效应因子。创伤弧菌、霍乱弧菌等病原菌会分泌一类MARTX毒素,这类毒素“块头”很大,由4000多个氨基酸残基组成,它穿过细胞质膜时,会把自己“切割”成一小段一小段,成为“小个头”的效应因子进入到细胞质中,RID就是其中的一个,它在MARTX毒素家族中广泛存在。朱永群团队的研究指出,RID在细胞里实施的坏事就是锁定并“冻住”Rac1。

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  来自霍乱弧菌的RID破坏宿主细胞肌动蛋白细胞骨架。表达霍乱弧菌RID的野生型和突破体的细胞用绿色显示,细胞的肌动蛋白骨架用红色显示(课题组供图)

秒变“球”

  而被RID凶杀的,就是上文提到的Rac1这位“被害人”了。Rac1是宿主细胞的关键信号分子。Rac1平时循环于细胞膜和细胞质之间,作为一种关键信号分子,参与肌动蛋白细胞骨架的信号调节。就像人类有了骨骼才能运动,肌动蛋白细胞骨架不但支撑出细胞的形状,并为其实现迁移、变形等功能提供了基础。此外,Rac1还参与细胞产生抗菌氧自由基的过程。

  RID特异地识别Rac1后,会对其进行修饰。修饰后的Rac1 “变样”了,多了一些长长的“脂肪链”。这些“链条”不但让Rac1滞留在细胞膜不能动弹,还屏蔽了Rac1重要的功能区域,阻断了它与上下游的信号传递。这样一来,关键信号分子Rac1就像被RID点了穴,束缚了“手脚”,无法调节肌动蛋白细胞骨架的信号通路,从而破坏了宿主细胞的结构和功能。

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课题组绘示意图

  巨噬细胞作为最重要的天然免疫细胞之一,广泛存在于我们的身体中,它们原本舒展着身体,灵活地追逐吞吃入侵的细菌,并释放抗菌氧自由基。

  但一旦被MARTX毒素的效应因子RID得逞,它们就变形成为圆乎乎的毫无用处的“球”。“形之不存,神将焉附”,这一招“冷枪”为细菌进一步入侵机体开辟了通途。

实验证明

  在感染实验中,朱永群团队清晰地证实了:RID有效地抑制了由Rac1调节的巨噬细胞免疫吞噬作用、细胞迁移和抗菌氧自由基的产生。这是创伤弧菌和霍乱弧菌等抵抗宿主免疫防御的一个重要“杀手锏”。

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小鼠的巨噬细胞伸展其“手臂”(伪足)以吞噬两个颗粒,可能是病原体。(图片来源:wikipedia)

  这项研究不仅促进了人类对于致命细菌致病机制的深入了解,而且也加深了人们对于宿主本身细胞信号转导通路的认识。

  “75%感染创伤弧菌的患者会在48小时内死亡,目前用于治疗创伤弧菌的抗生素效果还不是很理想。同时,霍乱弧菌等病原菌的耐药性也越来越强。在研究中,我们发现缺失了RID基因的创伤弧菌完全不能使感染的小鼠死亡,说明RID对创伤弧菌的致病性至关重要,这一发现将有利于我们研发有效地针对创伤弧菌和霍乱弧菌等病原菌的新型抗菌药物。”朱永群说。

  所以,在新型抗菌药物出来之前,大家在吃海鲜的时候一定要多加注意,小心这个“无声杀手”冷不丁地向你“放冷箭”。

本文来源:公众号 浙大科学+++

文字记者:涵冰 岩夕

摄影记者:卢绍庆

部分图片来源于网络

今日编辑:徐媛

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