負責軍團病的細菌將宿主細胞代謝調(diào)節(jié)到其優(yōu)勢
科學家們已經(jīng)證明，細菌病原體軍團菌嗜肺軍團菌已經(jīng)制定了針對宿主細胞線粒體的特定策略，這是一種負責細胞生物能量學的細胞器。他們的研究提供了關(guān)于病原體如何操縱細胞代謝以在細胞內(nèi)復(fù)制的信息，并提出了保護宿主細胞免受軍團菌誘導(dǎo)的線粒體變化以抵抗感染的新概念。
細胞內(nèi)病原體采用各種策略來規(guī)避宿主 細胞的防御并在細胞內(nèi)增殖。一個具體的策略是靶向像線粒體這樣的宿主細胞器。線粒體是定義明確的細胞質(zhì)細胞器，具有許多細胞代謝功能。線粒體為細胞提供能量，因此被稱為細胞的“動力室”。一些細菌，包括嗜肺軍團菌，能夠改變線粒體功能，使其成為病原體的優(yōu)勢。
嗜肺軍團菌是一種引起軍團病的細菌病原體 - 一種以急性肺部感染為特征的疾病，如果不及時治療，通常是致命的。在法國，每年發(fā)現(xiàn)1200至1500例病例，死亡率為5%至15%。
巴斯德研究所，CNRS和Inserm的研究人員與瑞士的一個研究小組合作，發(fā)現(xiàn)了一種先前未知的機制，通過這種機制，嗜肺軍團菌靶向線粒體，調(diào)節(jié)線粒體動力學，從而損害線粒體呼吸，從而導(dǎo)致線粒體呼吸的變化。細胞代謝。宿主細胞中的這些代謝變化有利于細菌復(fù)制。因此，重新布線細胞生物能量以在宿主細胞中產(chǎn)生復(fù)制允許的生態(tài)位是嗜肺軍團菌的核心毒力策略。
研究人員發(fā)現(xiàn)，嗜肺軍團菌與宿主線粒體建立短暫的，高度動態(tài)的接觸，并分泌一種稱為MitF的酶，通過誘導(dǎo)DNM1L依賴的線粒體片段化來改變線粒體的形狀。令人驚訝的是，嗜肺軍團菌誘導(dǎo)的線粒體片段化不依賴于細胞死亡并最終損害線粒體呼吸，而細胞糖酵解增加。因此，細菌誘導(dǎo)的線粒體動力學變化促進感染細胞中有利于細菌復(fù)制的類似Warburg的表型(其為癌細胞的特征)。
研究人員推測，保護宿主細胞免受軍團菌誘導(dǎo)的線粒體變化可能有助于抵抗感染。實際上，用抑制線粒體形態(tài)變化的化合物預(yù)處理人細胞可保護宿主細胞免受軍團菌誘導(dǎo)的線粒體變化并限制人細胞的細菌感染。
巴斯德研究所細胞內(nèi)細菌研究部門生物學博士和CNRS研究員Carmen Buchrieser說：“這是一個重要的發(fā)現(xiàn)，因為我們的結(jié)果顯示了嗜肺軍團菌用于細胞內(nèi)復(fù)制的關(guān)鍵策略。通過靶向線粒體，細菌確保宿主細胞能夠復(fù)制它。因此，研究人員還必須將研究重點放在由病原菌引起的代謝變化上，以開發(fā)針對軍團病和其他與細胞內(nèi)細菌相關(guān)的疾病的新治療策略。
這項工作揭示了病原體如何在人類細胞感染過程中塑造宿主代謝反應(yīng)，并表明宿主細胞中的代謝變化有助于人體細胞中的致病性復(fù)制，從而引起疾病。它還提出了一個新概念，即通過抑制病原體誘導(dǎo)的代謝變化來治療感染。
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