结核分枝杆菌通过调控宿主ATP6V1E1磷酸化抑制溶酶体酸化的机制研究

时间:2026年2月8日
来源:Nature Communications

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本研究揭示了结核分枝杆菌通过分泌蛋白Chp2(Rv1184)促进宿主V-ATPase E1亚基(ATP6V1E1)在Tyr56/57位点的BMX依赖性磷酸化,从而抑制溶酶体酸化的新型免疫逃逸机制。该发现为宿主导向的结核病治疗策略提供了潜在靶点。

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结核病作为全球重大传染病,其致病菌结核分枝杆菌(Mycobacterium tuberculosis, Mtb)的狡猾之处在于能长期潜伏于宿主细胞内。巨噬细胞作为人体免疫系统的第一道防线,本应通过溶酶体酸化作用消灭入侵病原体,但Mtb却能巧妙阻断这一过程,在免疫细胞的"肚子"里安然存活。这种"特洛伊木马"式的生存策略使得结核病治疗面临巨大挑战,揭示其分子机制成为领域内亟待解决的关键科学问题。
在《Nature Communications》发表的最新研究中,科学家们发现Mtb分泌的酰基转移酶Chp2(Rv1184)能够直接靶向宿主细胞的V-ATP酶(vacuolar ATPase)系统。V-ATP酶是维持溶酶体酸性环境的核心分子机器,其E1亚基(ATP6V1E1)的磷酸化修饰如同控制酶活性的"分子开关"。研究人员通过精细实验证实,酪氨酸激酶BMX介导的ATP6V1E1第56/57位酪氨酸磷酸化会阻碍V-ATP酶的正常组装,导致溶酶体酸化受阻。而Chp2蛋白就像"分子胶水",通过促进ATP6V1E1与BMX的相互作用放大这种磷酸化效应,为Mtb营造舒适的细胞内生存环境。
关键技术方法包括:利用基因敲除和抑制剂处理研究BMX激酶的功能作用;通过免疫共沉淀和蛋白质相互作用分析揭示Chp2与ATP6V1E1的结合机制;采用磷酸化位点突变体验证Tyr56/57位点的功能重要性;在巨噬细胞感染模型和小鼠体内实验评估BMX抑制对Mtb生长的控制效果。
研究结果:
BMX激酶调控ATP6V1E1磷酸化
实验证实酪氨酸激酶BMX能特异性催化ATP6V1E1亚基Tyr56/57位点的磷酸化修饰,这种修饰通过干扰V-ATP酶复合体的组装过程,显著降低溶酶体腔室的酸化能力。
Chp2作为磷酸化促进因子
结核分枝杆菌分泌的Chp2蛋白能直接结合ATP6V1E1亚基,像"分子桥梁"一样增强其与BMX激酶的相互作用,从而放大磷酸化效应。这种精巧的分子操控策略使病原菌能主动调控宿主细胞的杀菌机制。
BMX抑制剂的治疗潜力
在巨噬细胞感染模型和小鼠结核病模型中,BMX激酶抑制剂能有效恢复溶酶体酸化功能,显著抑制Mtb的胞内存活。这为开发宿主导向的抗结核治疗方案提供了实验依据。
本研究系统阐明了结核分枝杆菌通过Chp2-BMX-ATP6V1E1信号轴调控溶酶体酸化的完整分子通路,不仅揭示了病原菌免疫逃逸的新机制,更重要的是发现了以宿主因子为靶点的治疗新策略。与传统抗生素直接杀伤病原菌不同,这种宿主导向疗法通过增强机体自身防御能力,有望解决结核病治疗中面临的耐药性和复发难题,为抗击结核病提供了新的武器。

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