近日，病原学领域权威期刊PLoS Pathogens以“The Edwardsiella piscicida thioredoxin-like protein inhibits ASK1-MAPKs signaling cascades to promote pathogenesis during infection”为题，在线报道了我校生物工程学院张元兴、刘琴教授团队的最新研究成果。
爱德华氏菌病是危害鲆鲽鱼类健康养殖的首要病害，严重威胁我国水产养殖业的健康发展。感染鱼体的病原菌具有胞内寄生特性，传统化学药物治疗效果差，容易造成耐药病原产生。因此，解析关键病原感染致病机制，创制爱德华氏菌病防治产品，是水产养殖病害免疫防控研究的一个瓶颈问题和迫切需求。
细菌和宿主竞争进化过程中分泌称为效应物 (effector) 的复杂分子，其逃避或抑制宿主的免疫反应，干扰宿主的各种生理过程，以提高病原菌寄生适合度、定殖能力和传播能力。本论文基于杀鱼爱德华氏菌效应物高通量筛选平台，鉴定了一个新的类硫氧还蛋白效应分子，采用晶体结构解析发现该蛋白具有保守的-WCxxC-基序特点，当其被转运到宿主细胞质后，通过模拟内源性硫氧还蛋白，靶向凋亡信号调节激酶 (ASK1) N端的特异性空间结合位点，阻断ASK1的磷酸化，抑制其下游Erk/p38-MAPK信号的级联磷酸化响应过程。基于上述结果，课题组建立了杀鱼爱德华氏菌显微注射感染斑马鱼幼鱼活体模型，进一步阐明了ASK1-MAPK信号通路的激活是控制细菌感染的关键信号之一。该研究成果首次发现了硫氧还蛋白作为效应分子在细菌感染过程中扮演角色，为深入解析病原-宿主互作分子机制提供了新思路。
杀鱼爱德华氏菌类硫氧还蛋白效应分子调节宿主免疫系统分子机制
据悉，我校生物工程学院张元兴、刘琴教授团队自2003年开始聚焦我国海水鲆鲽鱼类养殖关键病原杀鱼爱德华氏菌的致病机制研究，率先建立了杀鱼爱德华氏菌与宿主细胞互作平台，结合杀鱼爱德华氏菌感染转录谱差异分析，系统鉴定并注释了23个新效应物。结合可运用于细菌效应物功能鉴定的方法，从分子水平上阐释了杀鱼爱德华氏菌三型、六型毒力分泌系统等投递效应物与鱼类宿主互作动态分子机制，重点关注效应物靶定的宿主亚细胞成分及其与致病性的关系，取得了一系列研究成果，已在Cell Host & Microbe、Nature Communications、PLoS Pathogens (3篇)、Cellular Microbiology (3篇)等领域内权威期刊发表研究论文10余篇，为深入认识杀鱼爱德华氏菌效应物的生物学功能，探讨杀鱼爱德华氏菌的致病机制，制定新的防治策略提供了新方向。
我校生物工程学院阳大海副教授和刘晓红博士为本论文共同第一作者，刘琴教授为通讯作者，华东理工大学为第一完成单位。生物反应器工程国家重点实验室全舒教授帮助完成了蛋白晶体结构解析，研究得到了生物工程学院张元兴教授的大力支持。该研究成果由国家自然科学基金青年项目、重点项目、中国科协第二批“青年人才托举工程”和晨光人才计划项目共同资助完成。
原文链接：https://doi.org/10.1371/journal.ppat.1007917
