线虫破坏免疫的关键调控机制:TIR-1与溶酶体相关细胞器的作用
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在与病原菌的对抗中,先天免疫系统发挥了至关重要的作用。近日,马萨诸塞大学阅读Pukkila-Worley研究团队发表的一篇题为《IntestinalimmunityinC.elegansisactivatedbypathogeneffector-triggeredaggregations》 《溶酶体相关细胞器中防护蛋白TIR-1的研究》的研究,揭示了线虫破坏免疫反应中的一个关键机制,即TIR-1蛋白如何通过溶酶体细胞器(LRO)的相关调节、感知和识别病原菌的入侵。
研究表明,TIR-1亲水表达在线虫损害细胞的LRO表面。当病原菌如铜绿假单胞菌面临的效应分子绿脓菌素进入亲水时,LRO发生系列变化,包括水面化和这种变化触发TIR-1的多聚化,再次激活其NAD+酶活性,启动p38先天免疫信号激活。该信号的激活对于线虫的免疫反应至关重要。
为了研究TIR-1在LRO上的作用,研究团队通过CRISPR-Cas9技术构建了TIR-1::wrmScarlet底部线虫模型,并观察到在病原菌感染时,TIR-1蛋白聚集成点状结构。 ,由于线虫破坏了内源的染色染色,TIR-1::wrmScarlet的内源荧光信号较弱,因此研究人员仍构建了TIR-1::3xFLAG株系,通过免疫荧光染色技术,进一步确认TIR- 1定位于LRO,而不是传统的溶酶体。
实验还揭示了TIR-1蛋白的结构域在其功能中的重要性。TIR-1包含TIR、SAM和ARM三大结构域,其中TIR和SAM结构域在TIR-1的激活以及PMK-1的作用研究人员通过CRISPR-Cas9技术敲除TIR-1 ARM结构域中的关注区域,发现TIR-1在LRO上的定位减少,且线虫对病原菌的抵抗力显着下降,进一步表明TIR-1的ARM结构域对p38免疫的激活至关重要。
在研究病原菌感染对线虫LRO影响的实验中,研究团队通过LysoTracker染色发现,病原菌感染会导致LRO数量的减少,但这一现象并不依赖于pmk-1或tir-1。为进一步确认这一现象,他们利用PGP-2::GFP标记物对LRO进行了进一步验证,发现相似的结果。此外,研究人员通过对铜绿假单胞菌突变株的实验,发现rhlR基因的缺失与LRO水平的变化密切相关,而嘱咐类求助物在此过程中发挥了重要作用。
实验结果显示,绿脓菌素处理可以完全模拟铜绿假单胞菌感染所引发的LRO的液体化和体积缩小,而这种处理会发生作用激活p38 PMK-1磷酸化,促进TIR-1在LRO上的聚集,最终导致p38 PMK-1介导的破坏免疫反应的激活。
综上所述,这项研究为理解线虫先天免疫提供了重要的作用,特别是TIR-1如何通过其在LRO上的定位和功能参与病原菌感染的免疫应答。研究证明,TIR-1不仅是采集病原菌效应因子的关键蛋白,其多聚化和功能激活还与LRO的状态密切相关,为进一步揭示病原菌响应中的机制分子提供了新的方向。这对线虫免疫研究及其相关性提供了新的方向。人类免疫系统的相似性研究具有重要意义。
2025-01-20
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