退伍軍人菌之毒力蛋白RavZ及其可以藉由降解磷脂接合態Atg8以達到抑制宿主自噬作用機制之探究

論文：The Legionella Effector RavZ Inhibits Host Autophagy Through Irreversible

Atg8 Deconjugation. Science 2012. 338, 1072

報告者：武冠志                      時間：14:10~15:00, Mar. 20, 2013

講評老師：黃一修老師               地點：Room 601

摘要：

退伍軍人菌為一種革蘭氏陰性桿菌，其常常可以在淡水系統中被分離或是作為阿米巴原蟲的寄生菌而在其體內被發現，而這種細菌也常常會出現在人造的淡水管路中，例如水冷式空調系統或是熱水系統中，而在藉由這些系統運作時所產生的小液滴帶著這種細菌進入人體的肺部，而在幼童、老人或是免疫力低下的人身上造成感染。而根據過去的研究指出，這一種細菌在感染宿主之後，會呈現一個細胞內寄生的模式，藉此潛伏在宿主的吞噬細胞內，且可以行細胞內複製，待細菌數夠多時就會打破宿主細胞，釋放出子代在感染鄰近吞噬細胞。進一步的研究發現，在此細菌潛伏在宿主細胞體內時，其第四型分泌系統( type IV secretion system)能夠注入許多蛋白質到宿主細胞質中，且這種注入行為被發現對於此菌在宿主細胞內的生存及繁衍是必要的；仔細推敲、探究後可以歸納出如果此菌要達到成功的胞內感染，就必須壓制住宿主吞噬及溶體和細胞自噬的攻擊，在2006年有另外的團隊已經證明在被第四型分泌系統所分泌的蛋白中的數個蛋白具有抑制吞噬及溶體作用的生物活性，而此菌去干擾細胞自噬的詳細機制目前仍然不明，故作者以此篇研究闡述他們在此一主題上的發現和進展。作者們發現，退伍軍人菌確實具有抑制宿主細胞自噬系統的能力，且這一個動作必須要透過第四型分泌系統才能被發揮。而進一步的研究則發現的一個蛋白並命名為RavZ，具有抑制宿主Atg8活化的能力，且在作者後續的實驗中，其詳細抑制的原理被發現為RavZ具有蛋白酶的活性，能夠去切解磷脂質接合態的Atg8，以阻斷宿主細胞自噬系統的活化。而進一步分析其作用目標後作者認為RavZ對Atg8的作用能夠使Atg8徹底失去生理功能，為不可逆的反應。此外，在作者的實驗中作者也發現，RavZ似乎不是唯一能夠抑制宿主細胞自噬作用的蛋白，應該還有其他蛋白存在，未來仍需要在這個領域上深入探討。

參考資料：

1.      A. Hubber, et al. Modulation of Host Cell Function by Legionella pneumophila Type IV Effectors Rev. Cell Dev. Biol. 2010. 26, 261

2.      G. Segal, et al. Host cell killing and bacterial conjugation require overlapping sets of genes within a 22-kb region of the Legionella pneumophila genome. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 1998. 95, 1669