自噬通路在艰难梭菌毒素杀伤宿主细胞过程中的作用探究

艰难梭菌(Clostridium difficile)通过分泌两种毒素蛋白（TcdA/B）致病，是全球范围导致抗生素相关腹泻和假膜结肠炎的主因。作为严重威胁公共生命安全的感染性疾病，艰难梭菌的感染机制还不十分清楚，阻碍了有效治疗手段的研发。虽然细胞自噬被越来越多地发现与感染有关，艰难梭菌毒素与自噬的可能关联目前尚无报道。我们首次证明TcdB通过其N端糖基化转移酶活性诱导细胞自噬，而这一过程和其糖基化转移酶抑制Rho家族小GTPase进而破坏细胞骨架的机制相互独立。TcdB通过不依赖mTOR的方式激活早期细胞自噬通路，然后通过后期对mTOR活性的抑制来维持高水平的自噬活性。自噬通路的激活在低浓度TcdB毒素条件下抑制细胞增殖，在高浓度下抑制细胞凋亡。ATG7对TcdB诱导细胞自噬通路必不可少，而TcdB能够加强VPS34和ATG14L以及VPS34和UVRAG之间的相互作用。该研究结果为细菌感染性疾病研究领域提供了新的感染模型，并为艰难梭菌的临床治疗提供了重要的理论依据。在这一研究中，还发现BECN1对LC3脂质化和自噬小体的形成与之前的报道不符。BECN1被认为是在第III类PI3K复合物的重要组成部分，在哺乳动物细胞诱导自噬反应中起重要作用。尽管在许多细胞和生理过程中作用显著，BECN1在细胞自噬中的确切功能仍存在争议。我们发现BECN1的完全缺失对LC3脂化和自噬体的总数影响不大，但是影响了自噬体的形态以及其降解细胞内大分子的功能。深入的研究证明BECN1对自噬小体的形成以及自噬溶酶体降解内吞物至关重要，以LC3的脂质化作为检测自噬通路指标具有极大的局限性。我们的结果将BECN1在LC3脂化以及自噬体形成和功能发挥区别开来，指出了LC3脂化作为自噬唯一生物标志的局限性。受该基金支持，我们还发现并证实了艰难梭菌毒素B（TcdB）的第一个受体蛋白CSPG4；建立了基于CRISPR/Cas9系统的基因敲除文库及高通量功能性筛选技术平台；建立了高效的TALENs相关的基因组编辑技术平台；完成了多项包括与TcdB相关的功能性筛选工作。发表与基金支持相关的SCI论文8篇，其中包括一篇Nature、两篇Cell Research、一篇Autophagy等高影响因子论文。申请6项发明专利，已获得3项授权。