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PNAS：以免疫之矛，攻免疫之盾
自噬是细胞抵御病原体感染的重要程序，近来科学家们发现居然有细菌能够利用自噬建立自己的补给线，这种细菌就是引发人类蜱传病anaplasmosis的Anaplasmaphagocytophilum，Ap。
研究人员指出，Ap菌所分泌的蛋白能与白细胞合成的蛋白相结合，在细胞内形成类似自噬体的小囊泡，用宿主细胞的营养供给细菌，使细菌能够持续在白细胞中生长。该研究于近期发表在美国国家科学院院刊PNAS杂志上。
自噬是指细胞消化自身部件的过程，免疫系统能够通过自噬清除细胞内的特定病原体，例如沙门氏菌和志贺氏菌。传统观点一般认为细菌都会竭力躲避这一程序，但Ap菌却可以启动并操纵自噬，使之为己所用。
“这项研究展示了细菌利用天然程序的机制，”领导这项研究的俄亥俄州立大学兽医生物科学教授Yasuko Rikihisa说，“自噬是机体用来抵御病原体的机制，这一过程不会引发炎症，利用自噬的细菌以温和的方式生长，直到最终杀死宿主细胞。。”
尽管比较罕见，Ap菌感染对于老年人和免疫系统有缺陷的人来说也可能是致命的，目前主要是用抗生素doxycycline来进行治疗，现在这项研究也为人们提供了治疗新靶标。
Ap菌主要感染白细胞中的粒细胞，此前研究人员发现Ats-1蛋白是Ap菌感染中的关键蛋白。而这项新研究显示，Ats-1进入宿主细胞后就会与Beclin 1蛋白结合，而Beclin 1是宿主自噬早期的分子。
当这两种蛋白结合时，就会形成小囊泡。研究人员通过一系列实验，发现这些小囊泡具有自噬体的特征，自噬体是细胞准备进行自噬时形成的泡状结构。在正常情况下，自噬体内含有需要回收再利用的营养，Ap菌就是利用这些营养来促进自身生长。
Ap细菌的蛋白通过启动自噬体形成打包宿主细胞内的营养，由此为细菌的复制和生长提供了稳定的食物供给。研究人员发现，细菌感染所形成囊泡的内外都具有自噬体的特征蛋白。研究还显示，被感染的细胞中不含有在自噬时负责消化和降解的溶酶体。
研究人员发现，Beclin 1缺陷型小鼠中Ap感染水平更低，说明这种蛋白与Ats-1结合对感染有促进作用。他们在体外培养的细胞中使Ats-1过表达，发现细菌的生长效率比对照组高十倍。
免疫系统会误以为细菌感染启动的自噬是正常的细胞功能，因此这一过程不会引发炎症，也不会受到机体免疫系统的供给。Ap在粒细胞中稳定生长，直到大量Ap使宿主细胞破裂才会导致强烈的免疫应答。
Rikihisa 及其同事用化合物3-MA成功阻断了Ap感染时的自噬体形成，使细菌生长急剧下降。虽然3-MA对人类是有毒的，不过研究人员指出以3-MA的结果为基础可以开发出安全的小分子药物。他们还强调，Ats-1能够诱导自噬，可以作为研究复杂细胞过程的重要工具。
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项目成果
