鼠疫耶尔森菌效应分子YopM参与其致病的分子机制研究

鼠疫是一种发病急、传播快、病死率高、传染性强的自然疫源性烈性传染病,研究表明三型分泌系统YopM缺失的鼠疫耶尔森菌毒力大大降低，提示我们YopM是鼠疫菌非常重要的毒力因子，但是其宿主靶标以及致病机制尚不清楚。我们通过前期研究发现，YopM可以与先天性免疫应答的重要激酶TBK1发生相互作用，YopM促进了TBK1的泛素化水平并降低了TBK1的稳定性，而且YopM可以抑制TBK1介导的IRF3和IFN-beta的报道基因转录活性。因此，本项目拟用免疫共沉淀、RNA干扰、泛素化实验、细菌易感性实验等手段，进一步研究YopM对TBK1的调控作用及分子机制，明确二者的相互作用及结合区，研究YopM影响TBK1稳定性以及下调干扰素水平的分子机制，探讨TBK1缺陷细胞对鼠疫感染的易感性，揭示YopM作为鼠疫菌重要致病因子的可能机制，为新型抗细菌治疗药物的开发打下基础。

鼠疫耶尔森菌三型分泌系统效应分子能够靶向真核细胞的不同信号通路。鼠疫耶尔森菌外膜蛋白（Yop）M是一种重要的毒力蛋白，但其在鼠疫菌发病机理中的作用研究还不是很多。通过序列分析，我们发现YopM具有与志贺氏菌三型分泌系统IpaH 家族相比具有相似的序列。通过体外泛素化实验，我们发现YopM与已知的IpaH家族一样具有E3连接酶的功能。其中，位于N端CLD结构域是其发挥E3连接酶功能的重要的结构域。炎症反应是宿主抵御病原微生物感染的重要机制。当炎症反应发生时，能分泌各种细胞因子以及趋化因子。炎症小体是近来发现的一种重要的炎症反应的组成部分。NLRP3介导的炎症小体是研究最为广泛的炎症小体类型。当NLRP3被不同刺激物激活之后能够诱发细胞死亡，其中包含两种形式的，一种是依赖于炎症小体的细胞焦亡，另外一种是不依赖于caspase-1以及IL-1β的细胞坏死。当细胞坏死发生时，会释放HMGB1，进一步导致组织损伤以及宿主死亡。之前的研究已经发现了鼠疫耶尔森菌能够激活NLRP3炎症小体，但是鼠疫菌通过何种机制影响炎症小体的激活研究的还不是很多。我们研究发现YopM能够以炎症小体重要接头蛋白NLRP3为靶点。其中YopM的12-13亮氨酸拉链结构域对于与NLRP3相互作用至关重要，CLD结构域主要负责介导NLRP3的K63位泛素化。进一步研究发现，YopM通过与NLRP3的相互作用介导细胞坏死。YopM E3连接酶突变体能够显著降低鼠疫菌感染细胞导致的HMGB1的释放，细胞的坏死以及细菌的毒力。综上，我们的研究首次发现了YopM的E3连接酶活性，及其在调节细胞坏死以及鼠疫菌致病机理中的重要作用。