Cell首次發(fā)現(xiàn):幽門螺桿菌通過與機體“爭奪”膳食抗氧化劑維持生命
發(fā)布時間::2023-04-25
所有細(xì)胞的生命都離不開氧化還原。在氧代謝過程中,氧是必不可少的,但它也會產(chǎn)生活性氧(ROS)。眾所周知,細(xì)胞內(nèi)過量的活性氧會使生物分子遭受氧化損傷,從而損害關(guān)鍵的細(xì)胞過程,導(dǎo)致各種形式的感染。因此,氧化應(yīng)激的快速修復(fù)對于細(xì)胞的存活至關(guān)重要。
低分子量(LMW)硫醇是維持細(xì)胞內(nèi)氧化還原穩(wěn)態(tài)所需的小分子抗氧化劑,它們在自然界中無處不在,如谷胱甘肽(GSH)就是真核生物合成的LMW硫醇。然而,與人類共同進化6萬多年,并且感染全球一半以上人口的胃病原體幽門螺桿菌(Helicobacter pylori)卻缺乏LMW硫醇的生物合成途徑。迄今為止,這種可能導(dǎo)致消化性潰瘍甚至癌癥的細(xì)菌如何在缺乏LMW硫醇的情況下維持細(xì)胞內(nèi)氧化還原穩(wěn)態(tài)仍是個未解之謎。
2022年11月7日,發(fā)表在《Cell》上的一項新研究中,來自耶魯大學(xué)的研究團隊首次發(fā)現(xiàn),幽門螺桿菌表達(dá)一種新型轉(zhuǎn)運蛋白,并通過該蛋白攝取宿主胃腸道中來自膳食的LMW硫醇以維持自身的氧化還原穩(wěn)態(tài)。這一發(fā)現(xiàn)為開發(fā)人類多種傳染病的新藥提供一個重要靶點。
麥角硫因是許多微生物細(xì)胞中普遍存在的成分,但只在少數(shù)幾種細(xì)菌和真菌內(nèi)合成,動物和植物只能通過外源獲得。人體中的麥角硫因主要通過蘑菇、燕麥、谷物等食物獲得。在胃腸道組織中,麥角硫因含量較為豐富,并廣泛參與降低疾病風(fēng)險的作用。
研究人員發(fā)現(xiàn),幽門螺桿菌雖然無法合成麥角硫因,但可以表達(dá)一種先前未被鑒定的ATP結(jié)合盒(ABC)轉(zhuǎn)運蛋白EgtUV,以在宿主環(huán)境中攝取麥角硫因,從而抵抗中性粒細(xì)胞釋放的次氯酸,為自身提供了在胃粘膜的定植優(yōu)勢。
隨后,研究人員通過小鼠實驗評估了攝入麥角硫因?qū)τ拈T螺桿菌的定植影響。他們發(fā)現(xiàn),在小鼠食物、胃組織和消化的食物中都存在麥角硫因。這表明,幽門螺桿菌可以在胃環(huán)境中充分利用這種化合物,并且EgtUV賦予其競爭性定植優(yōu)勢。