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研究发现志贺菌重写宿主细胞的转录反应

来源:生命经纬
摘要:细胞中,组蛋白修饰是精调基因表达的重要手段。福氏志贺菌(Shigellaflexneri)中具有双重身份的特异性磷酸酶OspF,通过诱导细胞表观遗传上的修饰,从而改变了宿主的炎性转录反应。致病性细菌表达出一整套蛋白用以掌控宿主细胞的反应。革兰氏阴性致病菌,如志贺菌属(Shigella)细菌(以下简写志贺菌,参见备注1)、沙门氏......

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细胞中,组蛋白修饰是精调基因表达的重要手段。福氏志贺菌(Shigella  flexneri)中具有双重身份的特异性磷酸酶OspF,通过诱导细胞表观遗传上的修饰,从而改变了宿主的炎性转录反应。该研究成果发表在《Nature  Immunology》杂志上。  

致病性细菌表达出一整套蛋白用以掌控宿主细胞的反应。革兰氏阴性致病菌,如志贺菌属(Shigella)细菌(以下简写志贺菌,参见备注1)、沙门氏菌(salmonella)、耶尔森菌(Yersinia)等,通过细菌表达的Ⅲ型分泌系统(type  III  secretion  system,TTSS)将效应蛋白直接注入宿主细胞〔1〕。注入的效应蛋白参与干扰了宿主细胞的很多信号通路,包括调控宿主基因的表达。但是,这些效应蛋白是如何调控特异性宿主基因表达的仍是一个谜。Arbibe等〔2〕表明志贺菌OspF Ⅲ型效应蛋白是一个具有双重身份的特异性磷酸酶,它使得促分裂素原活化蛋白激酶(mitogen-activated  protein  kinases,MAP激酶,MAPK)  p38,  Erk1和Erk2去磷酸化,导致下游组蛋白H3的磷酸化过程被抑制。这个表观遗传的修饰抑制了细胞中特异性的促炎症基因的转录。该研究成果发表在《Nature  Immunology》杂志上。



备注1:

细菌性痢疾简介

细菌性痢疾(bacillarydysentery,shigellosis)简称菌痢,是志贺菌属引起的肠道传染病。全年均可发生,但以夏秋季为多见。儿童发病率一般较高,其次是20~39岁青壮年,老年患者较少。



病因及传染途径

痢疾杆菌是革兰染色阴性的短杆菌。按抗原结构和生化反应可分为四群。福氏菌(Shigella  flexneri)、宋内氏菌(Sh.sonnei)、鲍氏菌(Sh.boydii)和志贺氏菌(Sh.dysenteriae)。所有痢疾杆菌均能形成内毒素,志贺氏菌除内毒素外,还可产生外毒素。



发病机制  

痢疾杆菌经口进入消化道后,在抵抗力较强的健康人可被胃酸大部分杀灭,即使有少量未被杀灭的病菌进入肠道,亦可通过正常肠道菌群的拮抗作用将其排斥。此外,在有些过去曾受感染或隐性感染的患者,其肠粘膜表面有对抗痢疾杆菌和特异性抗体(多属分泌性IgA),能排斥痢疾杆菌,使之不能吸附于肠粘膜表面,从而防止菌痢的发生。而当人体全身及局部抵抗力降低时,如一些慢性病、过度疲劳、暴饮暴食及消化道疾患等,即使感染小量病菌也容易发病。

痢疾杆菌侵入肠粘膜上皮细胞后,先在上皮细胞内繁殖,然后通过基底膜侵入粘膜固有层,并在该处进一步繁殖,在其产生的毒素作用下,迅速引起炎性反应,其强度与固有层中的细菌数量成正比,肠上皮细胞坏死,形成溃疡。菌体内毒素吸收入血,引起全身毒血症。

中毒型菌痢大多发生于儿童,其发病机制尚未查明,可能因患者为特异体质,故对细菌毒素呈强烈过敏反应。  



备注2:

消化管的一般结构  

除口腔处,咽、食管、胃、小肠和大肠管壁的结构基本相似,均可分为四层。由内向外,依次为粘膜、粘膜下层、肌层和外膜。

(一)粘膜  

粘膜(tunica  mucosa)由上皮、固有层和粘膜肌层组成。  

1.上皮(epithelium)因部位和功能不同,其种类与形态均有差异如食管与肛门等处的粘膜上皮为复层扁平,具有保护功能;胃肠的粘膜上皮为单层柱状,则以分泌、消化和吸收为主。上皮向深部凹陷,形成消化管壁内的小消化腺(如胃腺、肠腺)。

2.固有层(lamina  propria)由结缔组织组成。其内含有较多的细胞成分,丰富的血管、淋巴管及淋巴组织,有的部位还有腺体分布。

3.粘膜肌层(muscularis  mucosa)为薄层平滑肌,多为内环、外纵两层,它的收缩可改变粘膜的形态,有利于物质吸收、血液运行和腺体分泌。

(二)粘膜下层

粘膜下层(tela  submucosa)为疏松结缔组织,内含有较多的血管、淋巴管和粘膜下神经耸(submucous  nerve  plexus)。后者又称梅氏神经丛(Meissner  nerve  plexus),主要由副交感神经构成,调节粘膜肌的运动和腺体分泌。在食管和十二指肠的粘膜下层内还有腺体分布。小腺的粘膜和粘膜下层共同突向管腔形成皱襞(plica),其走行方向多为纵行或环行。

(三)肌层

除咽、食管上段和肛门处的肌层(tunica  musculairs)为骨骼肌外,其余部分都是平滑肌,肌层一般分为内环、外纵两层,内层舒缩管腔,外层控制长短。两层之间可见由副县长交感神经构成贩肌间神经丛(myenteric  nerve  plexus),又称奥尔巴赫神经丛(Auerbach  nerve  plexus)。

(四)外膜

消化管的外膜(adventitia)可为纤维膜(fibrosa)或浆膜(serosa)。纤维膜仅由结缔组织构成,常与毗邻器官的结缔组织相连;结缔组织的外表面被覆有间皮即为浆膜,其表面润滑,有利于器官活动。
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