研究人員從伯明翰大學報告稱，他們已經發現了控制攻擊蛋白GPB1的鎖與鑰匙機制。新發現的機制防止了GPB1無差別地攻擊細胞膜，創造了一種對細胞內病原體活動敏感的守衛機制。

他們的研究成果發表在《Science》雜志上，題為“PIM1控制GBP1活性以限制自損傷和防御病原體感染”，由伯明翰大學的Wellcome信托高級研究員Eva Frickel博士領導。

研究揭示了GBP1是如何通過一種稱為磷酸化的過程來控制的，這是一種通過被稱為蛋白激酶的酶向蛋白質添加磷酸基團的過程。磷酸化GBP1反過來與一個支架蛋白結合，使未受感染的旁觀細胞免受不受控制的GBP1膜攻擊和細胞死亡。

這個機制阻止了GPB1無差別地攻擊細胞膜，創造了一種對細胞內病原體活動敏感的守衛機制。這一新發現是由弗里克爾實驗室的前博士生丹尼爾·菲希（Daniel Fisch）在研究中完成的。

Frickel博士說：“這一發現有幾個重要原因。首先，像控制GBP1的這種守衛機制在植物生物學中已知存在，但在哺乳動物中不太清楚。可以將其看作是一種鎖與鑰匙系統。GPB1想要攻擊細胞膜，但PIM1是關鍵，意味著GPB1被安全地鎖住。”

“第二個原因是這一發現可能有多種治療應用。現在我們知道了GBP1是如何受控制的，我們可以探索方法來隨意地打開和關閉這個功能，利用它來殺滅病原體。”

弗里克爾及其團隊首次在常見于貓的單細胞寄生蟲弓形蟲（Toxoplasma gondii）上進行了這項研究。雖然歐洲和西方國家的弓形蟲感染不太可能引發嚴重疾病，但在南美國家，它可以引發反復發作的眼部感染和失明，對孕婦尤其危險。

研究人員發現，弓形蟲在細胞內阻止了炎癥信號的傳遞，防止PIM1產生，這意味著“鎖與鑰匙”系統消失，使GBP1可以攻擊寄生蟲。通過使用抑制劑或操縱細胞基因來關閉PIM1也導致GPB1攻擊弓形蟲并清除感染的細胞。

弗里克爾博士繼續說：“這個機制也可能對其他病原體起作用，例如沙眼衣原體、結核分枝桿菌和葡萄球菌，這些都是引發重大疾病的病原體，對抗生素的抗藥性越來越強。通過控制守衛機制，我們可以利用攻擊蛋白來清除體內的病原體。我們已經開始研究這一機會，看看是否能夠復制我們在弓形蟲實驗中看到的情況。我們也對如何利用它來殺滅癌細胞感到非常興奮。”

PIM1是癌細胞生存的關鍵分子，而GPB1則受到癌癥的炎癥作用激活。研究人員認為，通過阻止PIM1和GPB1之間的相互作用，他們可以有選擇性地清除癌細胞。

弗里克爾博士說：“這對癌癥治療的影響是巨大的。我們認為這個守衛機制在癌細胞中是活躍的，所以下一步是探索這一點，看看是否能夠阻止這個守衛并有選擇性地清除癌細胞。市場上已經有一種抑制劑，我們用它來干擾PIM1和GPB1的相互作用。所以，如果這一方法奏效，你可以使用這種藥物來解鎖GPB1并攻擊癌細胞。還有很長的路要走，但PIM1守衛機制的發現可能是尋找治療癌癥和日益抗生素抗藥病原體的新方法的重要第一步。”

參考文獻：PIM1 controls GBP1 activity to limit self-damage and to guard against pathogen infection

編輯：周敏

排版：李麗