Ученые выявили молекулярную связь между восприятием глюкозы и гибелью клеток при пироптозе

Важные новости

Ученые выявили молекулярную связь между чувствительностью к глюкозе и гибелью клеток пироптоза

Молекулярный механизм, с помощью которого иерсиния избегает пироптоза, опосредованного RIPK1, путем вмешательства в гомеостаз глюкозы клетки-хозяина с целью активации AMPK. Фото: Сюй Дайчао

Согласно исследованию, опубликованному в журнале Nature Microbiology 6 июня, исследователи под руководством профессора Сюй Дайчао из Шанхайского института органической химии Китайской академии наук обнаружили молекулярную связь между чувствительностью к глюкозе и неклассическим пироптозом.

Питательный статус и пироптоз играют решающую роль в защите хозяина от патогенов. Накопленные данные свидетельствуют о том, что изменения в состоянии питания клеток-хозяев, особенно в уровне глюкозы, имеют решающее значение для их реакции на инфекцию патогена.

Уровни глюкозы в клетках-хозяевах могут колебаться во время бактериальной инфекции. Это колебание может быть частью иммунной защиты хозяина и, следовательно, полезным, или оно также может быть неизбежным неблагоприятным последствием инфекции.

Пироптоз — это регулируемая форма гибели клеток, которая вызывает воспалительную реакцию в клетках хозяина и способствует иммунной защите клетки-хозяина. Однако молекулярная связь между пищевым статусом клетки-хозяина и пироптозом при микробной инфекции остается неясной.

AMPK — это внутриклеточная серин/треониновая киназа и центральный энергетический сенсор, который реагирует на метаболический стресс. Его можно активировать не только за счет снижения внутриклеточного энергетического статуса, но и за счет определения уровня глюкозы.

Во время микробной инфекции клеткам-хозяевам требуется большое количество энергии для запуска иммунного ответа. Следовательно, большинство инфекций внутриклеточного патогена связаны с активацией AMPK хозяина.

В этом исследовании ученые обнаружили, что на ранних стадиях заражения Yersinia, Yersinia может вызывать резкое повышение уровня гликолиза в иммунных клетках хозяина, что приводит к быстрому и значительному снижению уровня глюкозы в иммунных клетках и уровня глюкозы в крови у мышей, и в конечном итоге к чрезмерной активации AMPK хозяина.

В нормальных условиях клетки-хозяева активируют неклассический путь пироптоза, опосредованный RIPK1-каспаза-8-GSDMD, при инфекции Yersinia, чтобы ограничить их пролиферацию. Однако AMPK, активированная в клетках-хозяевах, может напрямую ингибировать RIPK1 посредством ингибирующего фосфорилирования высококонсервативного сайта S321, тем самым ограничивая его киназную активность и последующую активацию каспазы-8, тем самым предотвращая пироптоз и способствуя неблагоприятному ответу на инфекцию.

< р>Исследователи обнаружили, что чрезмерная активация AMPK у мышей с помощью агонистов AMPK или таких методов, как истощение запасов глюкозы во время заражения иерсинией, может усугубить тяжесть инфекции. И наоборот, выключение AMPK в макрофагах или добавление глюкозы для ингибирования активности AMPK во время инфекции Yersinia у мышей может значительно улучшить устойчивость мышей к инфекции Yersinia.

В заключение в этом исследовании изучалось влияние изменений в гомеостазе глюкозы. на регуляцию активации AMPK и RIPK1-зависимого пироптоза во время инфекции Yersinia.

Кроме того, было выяснено регуляторное влияние инфекции патогена на изменения в состоянии питания клеток-хозяев и ее влияние на иммунную защиту клеток-хозяев. Результаты этого исследования показывают, что поддержание статуса питания пациентов и уровня глюкозы в крови может иметь решающее значение в лечении иерсиниозной инфекции.

Дополнительная информация: Yuanxin Ян и др., Инфекция иерсинией вызывает истощение запасов глюкозы и AMPK-зависимое ингибирование пироптоза у мышей, Nature Microbiology (2024). DOI: 10.1038/s41564-024-01734-6

Информация журнала: Природная микробиология

Предоставлено Китайской академией наук

Новости сегодня

Последние новости