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目的孔道形成毒素(pore-forming toxins,PFTs)是一类能够在细胞生物膜上打孔而引起细胞损伤的病原微生物毒力蛋白,主要由病原菌产生,约占细菌所产生的总毒力蛋白的25%~30%。PFTs在细菌感染性疾病中扮演了极其重要的角色。产气单胞菌溶素(Aerolysins)由致病菌嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)分泌产生。Aerolysin类似蛋白从细菌到脊椎动物均有分布,如产气荚膜梭菌来源的Epsilon毒素,金黄色葡萄球菌来源的alpha-溶血素等。脊椎动物中也发现了Aerolysin类似蛋白的广泛表达,我们的研究目的在于解析他们的生物学功能。方法利用两栖动物大蹼铃蟾(Bombina maxima)作为模式物种进行研究。大蹼铃蟾生活在非常恶劣的环境中,如富含微生物烂泥的静水塘,它的皮肤非常"毒"。利用生物化学手段,我们在其皮肤分泌物中鉴定出来一种由一个Aerolysin样蛋白亚基和两个三叶因子亚基组成的蛋白复合物,将其命名为betagamma-CAT,进一步利用疾病动物模型,结合分子生物学,细胞生物学和免疫学手段和方法,深入研究该复合物的生物学功能和机制。结果 betagamma-CAT在血液和免疫相关组织中丰富表达,而且细菌刺激会诱导它在腹腔中的表达。这表明betagamma-CAT很大的可能参与了抗微生物感染。当把betagamma-CAT加入到蛙和小鼠腹腔感染模型中时,能显著的增加细菌清除速率和动物存活率;同时,还检测到快速的IL-1beta的成熟释放和增强的白细胞的募集,这些可以解释观察到的强大而有效的宿主抗微生物应答。体外条件下,betagamma-CAT可以强烈的引起蛙腹腔细胞和小鼠巨噬细胞释放IL-1beta,betagmnma-CAT能够被快速的内吞并定位在溶酶体,在溶酶体上它会形成高分子量、SDS稳定的寡聚物(>170kDa)。溶酶体的不稳定性和组织蛋白酶B的释放均可被检测到,这些现象可以解释caspasc-1炎症小体的激活和随后IL-1beta的成熟和释放,表明它还可以寡聚化并进入溶酶体内从而引起溶酶体的去稳定,从而激活炎症小体最终导致IL-1beta的成熟和释放结论宿主来源的Aerolysin样的蛋白具有通过引发快速有效的机体天然免疫应答来抵抗微生物感染的能力。这些发现也为阐明脊椎动物中广泛存在的Aerolysin样的蛋白或三叶因子在机体抵抗病原体过程中发挥的作用及机制提供了很大的帮助。