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鼠疫耶尔森菌(Yersinia pestis)是历史上导致死亡人数最多的传染病菌,它不能直接感染人类,而是通过跳蚤等动物产生间接感染。通常情况下,进入人体的病原菌的病原相关分子模式(pathogen associated molecule patterns,PAMPs)会被宿主的模式识别受体(pattern recognition receptors,PRRs)所识别而被免疫细胞吞噬或抑制,不能建立持续的感染。而鼠疫耶尔森菌存在某些免疫逃逸机制可以逃避免疫系统的监控,例如,鼠疫耶尔森菌可以通过Ⅲ型分泌系统(TypeⅢSecretion System,T3SS)将毒性质粒(virulence plasmid, pYV)编码的效应蛋白(Yersinia outer proteins,Yops)注入宿主的巨噬细胞,继而下调巨噬细胞的固有免疫信号转导并抑制相关细胞因子的产生,最后导致宿主细胞的死亡,释放出病原菌。释放后的鼠疫菌进一步通过淋巴进入血液和全身器官,形成高致死性的败血症鼠疫和肺鼠疫。 Yops家族成员包括YopE、YopM、YopH、YpkA(在小肠结肠炎耶尔森菌中为YpkO)、YopJ(在小肠结肠炎耶尔森菌中为YopP)、YopT等。其中,YopJ在鼠疫耶尔森菌感染宿主过程中尤为关键,因为它被认为是唯一一个可以抑制宿主固有免疫的效应蛋白,可以通过去泛素化TRAF2、TRAF6和IKK下调NF-κB信号通路,对鼠疫耶尔森菌在宿主细胞内建立持续感染具有十分重要的意义。我们的研究表明,YopJ也可以通过去泛素化STING抑制宿主Ⅰ型干扰素信号通路的激活。除此之外,我们的初步研究表明,YopT很可能也通过其特有的去泛素化酶活性抑制RLRs信号通路的激活: 1、YopJ通过去泛素化STING抑制Ⅰ型干扰素信号通路的激活: 通过GST-pull down实验发现YopJ能够与STING发生相互作用;通过荧光素酶报道基因实验,发现YopJ以剂量依赖的方式抑制干扰素报告基因的激活。 2、YopJ抑制Ⅰ型干扰素信号通路的分子机制研究: 通过免疫印迹实验,发现YopJ可以降低STING的稳定性;通过体内泛素化实验,发现YopJ降低STING的K63位泛素化水平;通过荧光素酶报告基因实验,发现STING的K370位是其重要的活性位点;通过点突变的方法将YopJ半胱氨酸蛋白酶活性位点172位半胱氨酸突变为丙氨酸,发现突变体丧失了对STING K63位的去泛素化修饰作用;通过免疫印迹实验,发现该突变体无法诱导STING的稳定性下调;通过荧光素酶报道基因实验,发现YopJ突变体无法抑制干扰素报道基因的激活;通过鼠疫耶尔森菌野生菌以及YopJ敲除菌感染实验,发现YopJ敲除菌丧失了对STING和TBK1相互作用的抑制。 3、YopT可能通过其去泛素化酶活性抑制RLRs信号通路的激活: 通过免疫印迹实验,发现YopT可以降低RIGI、MAVS和TBK1蛋白的稳定性;通过体内泛素化实验,发现YopT可以降低RLRs信号通路中RIG-Ⅰ的泛素化水平;通过比对YopT的保守氨基酸基序,发现YopT很有可能是一个去泛素化酶,通过点突变的方法将YopT半胱氨酸蛋白酶活性位点139位半胱氨酸突变为精氨酸,利用免疫印迹实验,发现该突变体不能降低RIG-Ⅰ的稳定性;通过荧光素酶报告基因实验发现YopT突变体不能抑制RLRs信号通路的激活。 综上所述,本研究发现YopJ可以与STING发生相互作用,并通过其去泛素化酶活性移除STING K63位泛素化修饰,进而降低其稳定性,最终抑制Ⅰ型干扰素信号通路的激活;YopT通过潜在的去泛素化酶活性降低RLRs通路中重要蛋白的稳定性以及泛素化修饰水平,最终抑制Ⅰ型干扰素信号通路的激活。以上研究为进一步探讨T3SS效应蛋白在鼠疫耶尔森菌致病过程中的重要作用奠定了良好的基础。