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寄生细菌如何诱导血管形成引起病变

巴尔通体属的细菌是寄生虫,可通过昆虫叮咬和动物抓伤传染给人类,导致称为巴尔通体病的感染。猫抓病和战壕热是由不同种类的巴尔通体感染人类引起的巴尔通体病。巴尔通体细菌会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,细菌会增加血管内皮细胞(排列在血管内部的细胞)的数量,这些细胞会躲避宿主免疫系统并刺激新血管的产生,通过称为血管生成的过程。

先前对导致猫抓病的细菌汉氏巴尔通体(简称 B. henselae)的研究表明,它可以直接将抑制程序性细胞死亡(细胞凋亡)的蛋白质“注入”内皮细胞。然而,B. henselae 也可以在不直接接触内皮细胞的情况下促进血管生成,这意味着该细菌可以分泌一种生物活性物质,承担启动血管生成的职责。

在Nature Communications发表的一项新研究中,由日本藤田保健大学高级助理教授冢本健太郎和土井洋平教授领导的科学家团队发现,这种生物活性物质实际上是一种蛋白质。他们还将这种蛋白质命名为巴尔通体血管生成因子 A,简称 BafA。这是首次报道由细菌产生的血管内皮生长因子(简称VEGF)样蛋白。

科学家们通过将 B. henselae 引入培养皿中的人内皮细胞来开始他们的项目,并观察到细菌导致内皮细胞增殖。为了确定赋予 B. henselae 这种能力的基因,研究人员开始在细菌的 DNA 中诱导随机突变,并观察突变的细菌是否仍能使内皮细胞增殖。通过这些实验,科学家们确定 B. henselae 只有拥有编码 BafA 蛋白或指导 BafA 蛋白合成的基因的功能拷贝,才能刺激人内皮细胞的血管生成。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。

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