研究人员发现斑马鱼会分泌一种新颖的抗炎细菌蛋白

俄勒冈州大学的研究人员已经确定了一个新颖的蛋白质分泌一种常见的肠道细菌在斑马鱼,减少肠道炎症和延迟死于感染性休克。通过检查的蛋白质,气单胞菌属免疫调制器(宗旨),相互好处细菌和斑马鱼的主机,该研究小组的实验阐明动物及其居民微生物如何谈判主持水平的炎症反应。

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论文的研究中,“细菌免疫调节蛋白与lipocalin-like域促进细菌共生,”出现在《华尔街日报》的特别版eLife致力于机械的微生物的研究。

”的一个主要问题是如何我们与微生物共存的居民就是为什么我们没有大量炎性反应数以万亿计的细菌存在于我们的勇气,”这项研究的共同作者Karen Guillemin教授生物学和分子生物学研究所的成员。

“我们开始测试肠道细菌是否积极分泌防止过度炎症反应的因素,将不仅有害细菌的主机还居民,”她说。“我们用斑马鱼作为模式主机,因为我们可以执行许多测试和无偏地寻找新的抗炎因子。”

前UO的篇论文也最终引导Annah Rolig博士后研究科学家现在癌症免疫生物学实验室在普罗维登斯波特兰医疗Center-details蛋白质是如何发现的常见的斑马鱼肠道细菌气单胞菌属和研究者缩小在更好的理解它的结构和功能。

当他们首次发现宗旨蛋白质,Guillemin和她的团队很困惑,因为数组的氨基酸组成的蛋白质链看起来没有其他曾经被描述。

使用蛋白质晶体学、合作者和UO研究助理艾米莉发到Sweeney能够确定蛋白质的三维结构。在3 d,宗旨表现出惊人的相似类的蛋白质称为lipocalins,其中包括人类成员,调节炎症。“结构相似性表明,细菌蛋白质可能函数像人类“Guillemin说。”特别是,而不是做一些特定于对抗炎症引起的一种细菌,可能是做一些更普遍的脾气宿主的免疫反应。”

为了测试这个想法在斑马鱼研究人员诱导炎症以几种不同的方式。在所有情况下,他们发现宗旨蛋白能减少炎症。即使当他们引起致命的炎症反应,称为脓毒性休克,他们发现蛋白质可以抵消这个和斑马鱼的寿命延长。

在探索这个问题为什么细菌使这种蛋白质,研究人员发表了AimA-deficient版本的斑马鱼气单胞菌属细菌。他们发现宿主动物比当他们更惨的殖民与普通气单胞菌属和遭受更多的肠道炎症。细菌也做了更糟的是,Guillemin说。

“细菌也遇到这种炎症,这对他们是有害的,”她说。“炎症涉及生产的抗菌化合物像设计的活性氧清除细菌,所以,现在,一个有益的细菌是处于劣势的经历太多的炎症反应。”

当宗旨蛋白质是回鱼,它的存在双方都受益。肠道炎症去气单胞菌属恢复正常。当研究人员在免疫功能不全的鱼做了同样的实验,不能挂载炎症反应,气单胞菌属细菌不需要蛋白质。这表明细菌的主要原因使宗旨是防止炎症。

作为蛋白对细菌和动物都有好处伙伴,宗旨代表一个新类的细菌效应蛋白,Guillemin称为互利共生的因素。

不同病原体的毒力因子,促进健康的损害宿主,像宗旨授予互利共生因素,主机和细菌会从宿主中删除时方程。宗旨蛋白质,她说,采取行动促进细菌殖民化和主机的生存。

“大多数的有益微生物的研究只关注到主机的好处,往往发现非常通用的微生物分子,如代谢的副产品,随着介质,”她说。”宗旨的发现令人兴奋,因为它是一个非常特殊的专业产品,共生生物正在保持互利共生。我怀疑还有更多的互利共生因素。”

研究结果有潜在应用一系列人类疾病与过度的炎症有关。它可能会是有用的治疗肠道炎症,包括炎性肠道疾病,或在预防慢性炎症相关的代谢综合征和败血症。

此外,Guillemin说,这项研究表明其他的细菌生活在人类是一个潜在的抗炎分子丰富的小说。

“这些居民肠道微生物抑制炎症的动机是,”她说,“他们可能有很多创意的方法抑制我们的免疫系统。我们可以从他们身上学到很多关于如何设计新颖的抗炎治疗。”