研究人员从伯明翰大学报告称，他们已经发现了控制攻击蛋白GPB1的锁与钥匙机制。新发现的机制防止了GPB1无差别地攻击细胞膜，创造了一种对细胞内病原体活动敏感的守卫机制。
他们的研究成果发表在《Science》杂志上，题为“PIM1控制GBP1活性以限制自损伤和防御病原体感染”，由伯明翰大学的Wellcome信托高级研究员Eva Frickel博士领导。
研究揭示了GBP1是如何通过一种称为磷酸化的过程来控制的，这是一种通过被称为蛋白激酶的酶向蛋白质添加磷酸基团的过程。磷酸化GBP1反过来与一个支架蛋白结合，使未受感染的旁观细胞免受不受控制的GBP1膜攻击和细胞死亡。
这个机制阻止了GPB1无差别地攻击细胞膜，创造了一种对细胞内病原体活动敏感的守卫机制。这一新发现是由弗里克尔实验室的前博士生丹尼尔·菲希（Daniel Fisch）在研究中完成的。
Frickel博士说：“这一发现有几个重要原因。首先，像控制GBP1的这种守卫机制在植物生物学中已知存在，但在哺乳动物中不太清楚。可以将其看作是一种锁与钥匙系统。GPB1想要攻击细胞膜，但PIM1是关键，意味着GPB1被安全地锁住。”
“第二个原因是这一发现可能有多种治疗应用。现在我们知道了GBP1是如何受控制的，我们可以探索方法来随意地打开和关闭这个功能，利用它来杀灭病原体。”
弗里克尔及其团队首次在常见于猫的单细胞寄生虫弓形虫（Toxoplasma gondii）上进行了这项研究。虽然欧洲和西方国家的弓形虫感染不太可能引发严重疾病，但在南美国家，它可以引发反复发作的眼部感染和失明，对孕妇尤其危险。
研究人员发现，弓形虫在细胞内阻止了炎症信号的传递，防止PIM1产生，这意味着“锁与钥匙”系统消失，使GBP1可以攻击寄生虫。通过使用抑制剂或操纵细胞基因来关闭PIM1也导致GPB1攻击弓形虫并清除感染的细胞。
弗里克尔博士继续说：“这个机制也可能对其他病原体起作用，例如沙眼衣原体、结核分枝杆菌和葡萄球菌，这些都是引发重大疾病的病原体，对抗生素的抗药性越来越强。通过控制守卫机制，我们可以利用攻击蛋白来清除体内的病原体。我们已经开始研究这一机会，看看是否能够复制我们在弓形虫实验中看到的情况。我们也对如何利用它来杀灭癌细胞感到非常兴奋。”
PIM1是癌细胞生存的关键分子，而GPB1则受到癌症的炎症作用激活。研究人员认为，通过阻止PIM1和GPB1之间的相互作用，他们可以有选择性地清除癌细胞。
弗里克尔博士说：“这对癌症治疗的影响是巨大的。我们认为这个守卫机制在癌细胞中是活跃的，所以下一步是探索这一点，看看是否能够阻止这个守卫并有选择性地清除癌细胞。市场上已经有一种抑制剂，我们用它来干扰PIM1和GPB1的相互作用。所以，如果这一方法奏效，你可以使用这种药物来解锁GPB1并攻击癌细胞。还有很长的路要走，但PIM1守卫机制的发现可能是寻找治疗癌症和日益抗生素抗药病原体的新方法的重要第一步。”
参考文献：PIM1 controls GBP1 activity to limit self-damage and to guard against pathogen infection
编辑：周敏
排版：李丽
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