《Science》耶魯大學首次發現APOL3蛋白洗滌作用 對抗病原免疫新機制

2021/07/19
《Science》耶魯大學首次發現APOL3蛋白洗滌作用 對抗病原免疫新機制
近(16)日,耶魯大學研究團隊發現一種APOL3蛋白,存在於人體大部分的區域。這種殺手蛋白,透過溶解細菌細胞膜,能夠像洗滌劑般攻擊經油性標記的細菌。該研究首次揭開具類似洗滌劑作用的保護性蛋白質的例子。
近(16)日,耶魯大學(Yale University)研究團隊發現一種APOL3 (Apolipoprotein L3)蛋白,存在於人體大部分的區域。這種殺手蛋白(killer protein),透過溶解細菌細胞膜,能夠像洗滌劑(detergent)般攻擊經油性標記的細菌。該研究首次揭開具類似洗滌劑作用的保護性蛋白質的例子,已刊登於《Science》。
 
這稱作細胞自主免疫(cell-autonomous immunity)的機制,為人類細胞抵抗感染提供了新見解。這種防禦機制,在脊椎動物中由屬於第Ⅱ型細胞激素的干擾素γ (IFN-γ)調節干擾素刺激基因(IFN-stimulated genes, ISG)的轉錄,以對抗病原體。
 
該研究使用具雙層膜結構的沙門氏菌株(Salmonella)感染非人類免疫細胞,於HeLa CCL2細胞中尋找新的抗菌ISG。研究人員證實,經感染後觸發的IFN-γ信號可以阻止細菌,但不清楚參與反應的蛋白質種類。
 
接著為了確定涉及反應的基因,研究人員使用CRISPR-Cas9篩選1.9萬多人類細胞的基因,尋找可能轉譯保護性蛋白質的IFN-γ誘導基因。結果顯示,發現APOL3基因,是一種可以消滅侵入細胞質的細菌的ISG。
 
另外也發現需要另一種分子──GBP1協助破壞細菌外膜,使APOL3能夠通過細菌以分解內膜。APOL3蛋白的分解機制依賴分子極性,一部分呈現親水性,另一部分呈現親油性。這特性賦予APOL3能夠去除由脂質塊組成的細菌內膜。
 
研究負責人John MacMicking博士指出,這種針對細菌細胞膜的攻擊必須具有高度選擇性,APOL3需避免攻擊人類自身的細胞膜。研究人員也針對此發現,APOL3避開人類細胞膜的主成分,而針對細菌的特定脂質。
 
該研究證實,APOL3可以保護血管和消化道細胞,發現的新機制更有機會減少傳統抗生素的使用。MacMicking也表示,洗滌劑作用的機制可以協助支持人體的自然免疫反應。
 
參考資料:
https://www.genengnews.com/news/human-cells-use-detergent-like-protein-to-clean-up-invading-intracellular-bacterial/

(編譯/ 實習記者 蕭宇軒)