Nature發(fā)現(xiàn)穿孔素結(jié)構(gòu)及作用機(jī)制
日期:2010-11-02 09:35:59
最近墨爾本和倫敦的科研人員組成的一個(gè)研究小組發(fā)現(xiàn)了穿孔素蛋白在靶細(xì)胞表面形成小孔并殺傷機(jī)體內(nèi)異常細(xì)胞的機(jī)制。新研究發(fā)現(xiàn)發(fā)表在《自然》(Nature)雜志上。
“穿孔素是我們身體內(nèi)殺傷清除異常細(xì)胞的重要武器,”研究的負(fù)責(zé)人、澳大利亞莫納什大學(xué)(Monash University)的James Whisstock教授說(shuō)道:“當(dāng)細(xì)胞受到病毒侵襲或轉(zhuǎn)化為癌細(xì)胞時(shí),效應(yīng)細(xì)胞與靶細(xì)胞接觸,通過(guò)穿孔素在靶細(xì)胞膜上形成活性孔道,并向靶細(xì)胞內(nèi)釋放顆粒酶,誘導(dǎo)靶細(xì)胞裂解死亡。沒(méi)有穿孔素我們的免疫系統(tǒng)將無(wú)法破壞異常的細(xì)胞?,F(xiàn)在我們知道了穿孔素的作用機(jī)制,通過(guò)它我們能夠更好地治療癌癥、瘧疾和糖尿病?!?/P>
110年前諾貝爾獎(jiǎng)獲得者Jules Bordet第一次發(fā)現(xiàn)了人體免疫細(xì)胞能夠在靶細(xì)胞表面形成小孔,然而長(zhǎng)期以來(lái)科學(xué)家們對(duì)其具體機(jī)制卻不清楚。
來(lái)自莫納什大學(xué)、澳大利亞墨爾本皮特•馬克卡倫癌癥中心(Peter MacCallum Cancer Centre)及倫敦大學(xué)伯克貝克學(xué)院( Birkbeck College )的研究人員共同合作歷時(shí)十年揭示了穿孔素的分子結(jié)構(gòu)和功能。
借助澳大利亞的同步加速器以及伯克貝克學(xué)院的電子顯微鏡,研究人員揭示了穿孔素的分子結(jié)構(gòu)。通過(guò)電子顯微鏡技術(shù)在人工細(xì)胞膜上重建穿孔素形成的小孔并結(jié)合穿孔素分子結(jié)構(gòu)分析,研究人員發(fā)現(xiàn)了穿孔素在靶細(xì)胞膜上聚集形成跨膜通道的機(jī)制。
新研究證實(shí)穿孔素分子中有一些重要的成分與某些細(xì)菌例如炭疽、李斯特菌屬和鏈球菌屬的毒素非常相似?!拔覀儾孪脒@種分子結(jié)構(gòu)已存在了接近20億年,”皮特•馬克卡倫癌癥中心癌癥免疫學(xué)計(jì)劃的負(fù)責(zé)人Joe Trapani教授說(shuō)。
“在這項(xiàng)研究工作中同步加速器發(fā)揮了重要的作用,”Whisstock說(shuō):“沒(méi)有這個(gè)高效力的設(shè)備我們根本無(wú)法開(kāi)展這項(xiàng)研究?!?/P>
Trapani說(shuō):“穿孔素是機(jī)體免疫系統(tǒng)殺傷異常細(xì)胞的一個(gè)有力的武器。當(dāng)穿孔素分子不能正常發(fā)揮功能時(shí),機(jī)體將無(wú)法對(duì)抗感染細(xì)胞。來(lái)自小鼠的研究證實(shí)當(dāng)機(jī)體發(fā)生穿孔素缺陷時(shí),會(huì)導(dǎo)致特異性的惡性腫瘤——白血病。此外穿孔素還是在自身免疫疾病例如早發(fā)性糖尿病或骨髓移植組織排斥反應(yīng)中錯(cuò)誤識(shí)別清除細(xì)胞的罪魁禍?zhǔn)住!?/P>
目前研究人員正在致力尋找新的方法以推動(dòng)穿孔素研究用于對(duì)癌癥以及一些急性病如腦型瘧的治療。此外他們還獲得了來(lái)自維康信托基金100萬(wàn)美元的資金資助用于開(kāi)發(fā)有潛力的穿孔素抑制劑抑制組織免疫排斥反應(yīng)。