致命损伤——寄生细菌如何破坏人体血管

- 编辑:大众自然网 -

致命损伤——寄生细菌如何破坏人体血管

科学家们深入了解巴尔通体属的致病菌是如何引起人体损伤的,为现代医学开辟了新的途径。

巴尔通体细菌是一种寄生虫,可通过昆虫叮咬和动物抓伤传播给人类,从而导致巴尔通体病的感染。猫抓病和战壕热是巴尔通体病的两种形式,由感染人类的不同巴尔通体细菌引起。巴尔通体细菌可导致皮肤和内脏出现病变。为了给自己提供一个安全的栖息地,细菌会导致血管内皮数目的增加。这些细胞(排列在血管内部的细胞)隐藏起来,不被宿主免疫系统发现,并通过一个叫做血管生成的过程刺激新血管的生成。

先前对引起猫抓病的巴尔托纳拉·亨塞莱(简称B.亨塞莱)细菌的研究表明,它可以直接注射。抑制程序性细胞死亡(凋亡)进入内皮细胞的蛋白质。然而,B。在不直接接触内皮细胞的情况下,亨氏菌也能促进血管生成,这意味着这种细菌能分泌一种具有启动血管生成功能的生物活性物质。

在《自然通讯》上发表的一项新研究中,由日本藤田健康大学的高级助理教授Kentaro Tsukamoto和教授Yohei Doi领导的一组科学家已经确认这种生物活性物质实际上是一种蛋白质。他们还把这种蛋白命名为巴尔托纳拉血管生成因子A,或bafaquo;为短。这是关于细菌产生血管内皮生长因子(VEGF)样蛋白的首次报道。

科学家们通过引进B来开始他们的计划。在培养皿中,亨赛勒氏菌将人内皮细胞进行了实验,观察到这种细菌使内皮细胞增殖。来鉴定出B基因。由于有了这种能力,研究人员开始在细菌的DNA中诱导随机突变,看看突变的细菌是否还能使内皮细胞增殖。通过这些实验,科学家们决定……只有在拥有编码基因的功能拷贝时,亨赛莱才能刺激人类内皮细胞的血管生成。或者指导BafA蛋白的合成。他们还观察到,将人内皮细胞暴露于分离的BafA蛋白会导致细胞增殖。

然后,为了证实BafA刺激血管生成,科学家们从老鼠身上提取了一种叫做主动脉的主要血管样本,并将样本放入含有或不含BafA的凝胶中。从下图可以看出,未暴露于BafA下的主动脉样本并没有产生新的血管,但暴露于BafA下的主动脉样本却产生了向凝胶延伸的血管。科学家们还发现,通过手术将含有bafa的凝胶塞植入活老鼠体内,可以使血管从周围的组织生长到凝胶中。

在培养皿中对人内皮细胞的进一步实验表明,BafA激活了识别VEGF的细胞表面受体。通过与这些受体结合,BafA触发了细胞内一个过程的激活,包括一种叫做丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)和细胞外信号调节激酶(ERKs)的蛋白质。MAPK/ERK通路在内皮细胞增殖和血管生成中起重要作用。在最后一组实验中,我们对一种叫做金氏巴尔通体的相关细菌进行了类似的研究,这种细菌会引起战壕热,我们发现它会产生自己的巴氏体,这种巴氏体也会导致人类内皮细胞增殖。冢本博士解释道。

这些发现为感染性细菌在宿主体内产生损伤的机制提供了有价值的见解。我们相信,BafA蛋白可以作为研究血管生成的工具,我们也考虑了潜在的医疗效益,Doi教授的报告。“没有,最重要的是,”;他解释说,巴法是巴尔通体病诊断和治疗策略发展的潜在靶点。

科学家们还推测,BafA蛋白可以用于再生医学,再生医学是一门高度专业化的医学分支,专门研究替换或再生身体失去或受损的部分。科学家们还需要进一步的研究来证实这一点。这些发现,但不用说,巴法蛋白质肯定会引起科学界极大的兴趣。

参考文献:巴尔通体自身转运体BafA激活宿主VEGF通路,驱动血管生成。2020年7月16日,自然通讯。

DOI: 10.1038 / s41467 - 020 - 17391 - 2