《福氏志賀菌2a新毒力蛋白Pic細胞毒性的分子機理研究》是依託復旦大學，由張俊琪擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：福氏志賀菌2a新毒力蛋白Pic細胞毒性的分子機理研究
- 依託單位：復旦大學
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張俊琪
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
Pic是近年來新發現的效應蛋白，由福氏志賀菌2a產生，為絲氨酸蛋白酶自動轉運家族成員（SPATEs）。本課題組在以往的研究中首次發現Pic能引起Hela細胞發生病變效應，且蛋白酶抑制劑PMSF能抑制這種效應，因此推測Pic的細胞毒性功能可能與絲氨酸蛋白酶水解活性有關。與Pic作用的宿主細胞蛋白尚不清楚，細胞毒性功能的分子機制尚待進一步研究。本項目擬採用酵母雙雜交等技術尋找Pic相互作用的宿主細胞靶蛋白及其基因，尋找並確定這種相互作用的功能域，探討可能的生化機制，並進一步考察這種相互作用對細菌在宿主細胞內生存和繁殖的影響以及對宿主細胞自身信號轉導通路和相關表型的影響，探討可能的分子機制。上述研究結果有助於闡明福氏志賀菌2a新毒力蛋白Pic與宿主細胞相互作用的分子機制，豐富對志賀菌致病機理的全面認識以及對腸道致病菌新毒力因子SPATEs的深入認識。
結題摘要
研究背景、內容及方法： 細菌性痢疾是感染性腹瀉的重要原因，志賀菌是菌痢最常見的病原菌，致病力強，無有效疫苗，致病機制未完全明確。絲氨酸蛋白酶自動轉運家族(SPATES) 是福氏志賀菌及其它致病性腸道菌中新發現的毒力因子，生物學功能複雜多樣。我們先前的研究表明SPATES家族成員Pic能引起HeLa細胞病變效應，具體機制不明。本課題旨在闡明Pic與宿主細胞相互作用的分子機制。具體採用CoIP-MS等技術尋找與Pic相互作用的靶蛋白及其基因，確定相互作用功能域，探討可能的生化機制；利用流式細胞、雷射共聚焦等技術考察該相互作用對細菌在宿主細胞內生存繁殖的影響及對宿主細胞信號轉導通路和相關表型的影響。完成上述研究將全面闡明Pic和腸道致病菌新毒力因子SPATES的生物學功能，揭示志賀菌及整個腸道致病菌的致病機制，為開發疫苗和設計抗菌藥物靶點提供新思路。 重要結果及科學意義： 1. 通過CoIP-MS技術，篩選到303個可能的宿主細胞靶蛋白; 2. 從中挑選3個目標蛋白Cdc42，CD99和Utf1進行下一步驗證，證明Pic與Cdc42，CD99和Utf1均存在相互作用：Pic和Cdc42相互作用的功能域大致在Pic301-600，這一區域雖然包含了Pic絲氨酸蛋白酶活性位點，但實驗證明這一相互作用與Pic水解酶活性無關；Pic對CD99的水解作用與Pic的絲氨酸蛋白酶活性有關，同時與CD99 O-糖基化有關；功能學研究證明，pic缺失突變株感染HeLa細胞導致Cdc42更趨向細胞表面分布； 3. 為研究重組蛋白Pic進入宿主細胞後與核轉錄因子Utf1相互作用的功能學效應，自主研發了pH回響型納米材料，以便將蛋白質、核酸等生物活性大分子從細胞外運輸至細胞內發揮作用。試驗證明，該納米材料對細胞沒有毒性，能有效將Pic等生物大分子載入細胞內並完整釋放，發揮相應生物學功能，該研究論文已發表在SCI雜誌International Journal of Nanomedicine上（2區，IF=4.33）; 4. 運用上述納米材料將Pic成功導入宮頸癌細胞HeLa中，引起明顯的CPE。Western blotting表明，轉染Pic的HeLa細胞Utf1含量明顯降低，提示Pic可能通過抑制utf1基因表達或降解Utf1蛋白而抑制某些腫瘤細胞的增殖，為新型抗癌藥物的研發提供新思路。
