Bacterial amyloids: interactions with DNA and pathogenicity
细菌淀粉样蛋白:与 DNA 的相互作用和致病性
基本信息
- 批准号:9551789
- 负责人:
- 金额:$ 55.73万
- 依托单位:
- 依托单位国家:美国
- 项目类别:
- 财政年份:2017
- 资助国家:美国
- 起止时间:2017-09-07 至 2019-08-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:Alzheimer&aposs DiseaseAmyloidAmyloid ProteinsAmyloid fibersAutoantibodiesAutoantigensAutoimmune DiseasesAutoimmune ResponsesAutoimmunityBacteriaBacterial DNABacterial InfectionsCaspaseCell DeathChromatinClinicalCommunitiesComplementComplexCytosolDNADNA BindingDNA receptorDetectionDiseaseEndosomesEnteralEnterobacteriaceaeEscherichia coliExposure toExtracellular MatrixFiberGenerationsGoalsHumanIL17 geneImmune responseImmune systemImmunologic ReceptorsIn VitroInfectionInflammasomeInflammationInflammatoryInnate Immune SystemInterferon Type IInterferonsLeadLinkLipopolysaccharidesMicrobial BiofilmsMolecularMusPathogenesisPathogenicityPatientsPatternPattern recognition receptorPeriodontal DiseasesPrion DiseasesRoleSalmonella typhimuriumSeptic ShockStructureSyndromeSystemic Lupus ErythematosusTLR4 geneTechniquesTestingToll-like receptorsUrinary tract infectionWorkbeta pleated sheetds-DNAexpectationextracellularhuman diseasein vivoinnovationmicrobialmultidisciplinarynovelnovel therapeuticspathogenprotein complexpublic health relevancereceptorresponserhinosinusitis
项目摘要
Summary
Amyloids are complex proteins with a conserved beta sheet structure. Bacteria use amyloids
to decorate the extracellular matrix of their biofilms, highly structured multicellular communities.
Curli are amyloids expressed by enteric bacteria, including Salmonella Typhimurium and
Escherichia coli. Our group has shown that curli amyloid fibers are recognized by TLR2/1 as well
as the NLRP3 inflammasome. This finding is of broad relevance, because detection of amyloids
by the innate immune system drives the pathogenesis of Alzheimer's disease and prion diseases.
A recent study demonstrated that an artificially formed amyloid protein can bind DNA in vitro
and this complex elicits an autoimmune response in mice. Since the biofilm extracellular matrix
naturally harbors amyloids and DNA, we explored the interactions between these two molecules
and determined that bacterial DNA released during biofilm formation was irreversibly incorporated
into curli fibers. Bacteria expressing curli or purified curli/DNA complex triggered autoimmune
responses in vivo.
The primary objective of this application is to elucidate the mechanism by which bacterial
amyloids are recognized by the immune system, leading to their pathogenic effects in the host.
Our central hypothesis is that bacterial amyloid/DNA complexes are pathogenic molecules that
act by accessing multiple cellular compartments and engaging several Pattern Recognition
Receptors, including, TLR2, TLR9 and NLRP3 resulting in inflammation and autoimmune
responses. It is our expectation that successful completion of the proposed studies will identify
bacterial amyloids as a novel powerful Pathogen-Associated Molecular Pattern (PAMP) that is
recognized by the immune system via multiple receptors and establish a new paradigm that
infections with amyloid-expressing bacteria are major environmental triggers not only for SLE but
also for several other complex human diseases.
概括
淀粉样蛋白是具有保守β片结构的复杂蛋白质。细菌使用淀粉样蛋白
为了装饰其生物膜的细胞外基质,高度结构化的多细胞群落。
curli是由肠道细菌表达的淀粉样蛋白,包括鼠伤寒沙门氏菌和
大肠杆菌。我们的小组表明,卷淀粉样蛋白纤维也被TLR2/1识别
作为NLRP3炎症体。这一发现具有广泛的相关性,因为检测淀粉样蛋白
通过先天的免疫系统驱动了阿尔茨海默氏病和prion病的发病机理。
最近的一项研究表明,人为形成的淀粉样蛋白可以在体外结合DNA
这种复合物引起了小鼠的自身免疫反应。由于生物膜外基质
自然地武器淀粉样蛋白和DNA,我们探索了这两个分子之间的相互作用
并确定在生物膜形成过程中释放的细菌DNA是不可逆转的
进入卷纤维。表达卷曲或纯化的卷/DNA复合物触发自身免疫的细菌
体内反应。
该应用的主要目的是阐明细菌的机制
淀粉样蛋白被免疫系统识别,从而导致其在宿主中的致病作用。
我们的中心假设是细菌淀粉样蛋白/DNA复合物是致病分子
通过访问多个蜂窝室并参与几种模式识别来行动
受体,包括TLR2,TLR9和NLRP3,导致炎症和自身免疫性
回答。我们期望成功完成拟议的研究将确定
细菌淀粉样蛋白作为一种新型强大的病原体相关分子模式(PAMP)
通过多个受体识别免疫系统,并建立一个新的范式
表达淀粉样蛋白细菌的感染不仅是SLE的主要环境触发因素,而且是
也适用于其他几种复杂的人类疾病。
项目成果
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