원성 인자

Virulence factor
"면역 회피"는 여기서 리다이렉트됩니다.항원탈출 메커니즘은 면역탈출을 참조하십시오.

병원성 인자(식물학에서 병원성 인자 또는 이펙터로 알려진)는 미생물 병원체(박테리아, 바이러스, 곰팡이 및 원생동물)가 [1][2]다음을 달성할 수 있도록 하는 세포 구조, 분자 및 조절 시스템입니다.

  • 숙주 내 틈새의 군집화(이는 숙주 [1][2]세포로의 이동과 부착을 포함한다)
  • 면역 회피, 숙주의 면역[1][2][3] 반응 회피
  • 면역억제, 숙주의 면역반응 억제(류코시딘에 의한 세포사 [1]포함)
  • 세포에 출입하는(병원체가 세포내 [4]병원체인 경우)
  • 숙주로부터[1] 영양을 섭취하다

특정 병원체는 광범위한 독성 인자를 가지고 있다.어떤 것들은 염색체로 암호화되어 박테리아에 고유하며(예: 캡슐과 엔도톡신), 다른 것들은 플라스미드와 박테리오파지와 같은 이동식 유전 요소에서 얻어진다(예: 엑소톡신).이동성 유전자에 암호화되어 있는 독성 인자는 수평적 유전자 전달을 통해 확산되며, 무해한 박테리아를 위험한 병원균으로 바꿀 수 있다.대장균 O157과 같은 박테리아:H7은 그들의 독성의 대부분을 이동성 유전 요소에서 얻는다.그램 음성 박테리아는 침입, 영양 및 기타 세포 간 통신을 위한 박테리아 외막 소포로서 막 소포 밀매를 통해 숙주-병원체 계면에서 다양한 독성 인자를 분비합니다.많은 병원체들이 진핵생물 숙주 방어에 맞서 싸우기 위해 유사한 독성 인자에 모여있는 것으로 밝혀졌다.이렇게 얻은 박테리아 독성 인자는 생존과 성장을 돕는 두 가지 다른 경로를 가지고 있습니다.

  • 이러한 요인은 호스트의 콜로니케이션을 지원하고 촉진하는 데 사용됩니다.이러한 요인에는 접착제, 인바신 및 항식세포 인자가 포함됩니다.
  • 독소, 용혈소 및 단백질 분해 효소를 포함한 요인들은 숙주를 손상시킨다.

부착, 면역회피 및 면역억제

박테리아는 리포테이코산, 삼량체 자동수송체 접착제 및 숙주 조직에 부착하기 위한 다양한 표면 단백질을 포함한 다양한 접착제를 생산합니다.

탄수화물로 만들어진 캡슐은 Neisseria meningitidis를 포함한 많은 박테리아 세포의 외부 구조의 일부를 형성합니다.캡슐은 숙주 밖에서 박테리아를 보호할 뿐만 아니라 식세포증을 억제하기 때문에 면역 회피에 중요한 역할을 한다.

박테리아에 의해 보유되는 다른 독성 인자의 그룹은 면역글로불린(Ig) 단백질 분해효소이다.면역글로불린은 감염에 반응하여 숙주에 의해 발현되고 분비되는 항체이다.이들 면역글로불린은 옵소닌화와 같은 메커니즘을 통해 병원체를 파괴하는 데 중요한 역할을 한다.Streptoccus pyogenes와 같은 일부 박테리아는 단백질 분해 효소를 사용하여 숙주의 면역 글로불린을 분해할 수 있습니다.

바이러스는 또한 주목할 만한 독성 인자를 가지고 있다.예를 들어, 실험 연구는 종종 "니체 특이적 독성 유전자"의 역할을 분리하고 식별하는 환경을 만드는 데 초점을 맞춘다.이것들은 특정 시간에 특정 조직/장소 내에서 특정 작업을 수행하는 유전자이다. 틈새 특정 유전자의 합계는 바이러스의 독성이다.이 개념의 특징인 유전자는 헤르페스 같은 일부 바이러스의 잠복기를 조절하는 유전자이다.뮤린 감마 헤르페스 바이러스 68(virusHV68)과 인간 헤르페스 바이러스는 특정 환경 조건이 충족되었을 때 재활성화함으로써 만성 감염을 유지할 수 있는 유전자의 서브셋에 의존한다.비록 그것들이 바이러스의 용해 단계에 필수적인 것은 아니지만, 이러한 대기 시간 유전자들은 만성적인 감염을 촉진하고 감염된 [5]개인들 내에서 지속적인 복제를 하는데 중요하다.

파괴효소

스트렙토코커스 피오제네스, 황색포도상구균, 황색포도상구균과 같은 일부 박테리아는 숙주 조직에 손상을 입히는 다양한 효소를 생성한다.효소는 결합 조직 성분인 히알루론산을 분해하는 히알루로니다아제, 단백질 분해 효소 및 리파아제, DNA를 분해하는 디엔에이제, 적혈구를 포함한 다양한 숙주 세포를 분해하는 용혈제를 포함합니다.

GTPases

독성 인자의 주요 그룹은 GTPases의 활성화 수준을 조절할 수 있는 단백질이다.그들이 행동하는 데는 두 가지 방법이 있다.하나는 GEF 또는 GAP로 작용하여 정상적인 진핵세포 단백질처럼 보이는 것이다.다른 하나는 GTPase 자체를 공유적으로 변경하는 것입니다.첫 번째 방법은 가역적이다; 살모넬라와 같은 많은 박테리아들은 GTPases를 켜고 끄는 두 개의 단백질을 가지고 있다.다른 과정은 되돌릴 수 없으며, 독소를 사용하여 표적 GTPase를 완전히 바꾸고 유전자 발현을 차단하거나 재정의합니다.

진핵생물 단백질처럼 작용하는 박테리아 독성 인자의 한 예는 살모넬라 단백질 SopE입니다. 살모넬라 단백질 SopE는 GEF로 작용하며, GTPase를 활성화하여 더 많은 GTP를 생성합니다.이것은 아무것도 수정하지 않지만, 정상적인 세포 내부화 과정을 과도하게 추진하여 박테리아가 숙주 세포 내에서 더 쉽게 군집할 수 있도록 합니다.

예르시니아로부터의 YopT(예르시니아 외단백질 T)가 숙주의 변형 예이다.그것은 RhoA의 카르복실 말단의 단백질 분해 분열을 수정하여 막에서 RhoA를 방출한다.RhoA의 잘못된 현지화로 인해 다운스트림 이펙터가 작동하지 않습니다.

독소

독성 인자의 주요 범주는 박테리아 독소이다.이들은 엔도톡신과 엑소톡신의 [4]두 그룹으로 나뉜다.

엔도톡신류

엔도톡신은 그램 음성균의 세포벽 성분(LPS)이다.이 LPS의 지질 A부분으로 [4]독성이 있습니다.지질 A는 내독소이다.엔도톡신은 강한 염증을 유발한다.그들은 탈과립을 유도하는 염증 매개체 방출을 일으키는 단구 수용체에 결합한다.이 면역 반응의 일부로서 사이토카인이 방출된다; 이것들은 질병 중에 보이는 발열과 다른 증상들을 일으킬 수 있다.다량의 LPS가 존재할 경우 패혈성 쇼크(또는 내독성 쇼크)가 발생하여 심각한 경우 사망에 이를 수 있습니다.당지질로서(펩타이드와는 대조적으로) 엔도톡신은 B 또는 T세포 수용체에 의해 결합되지 않으며 적응성 면역 반응을 유도하지 않는다.

엑소톡신류

엑소톡신은 일부 박테리아에 의해 활발하게 분비되며 숙주 내 특정 생화학 경로의 억제를 포함한 광범위한 효과를 가진다.가장 강력한 것으로 알려진 두 가지[4] 엑소톡신은 클로스트리디움 테타니에 의해 분비되는 파상풍 독소와 클로스트리디움 보툴리눔에 의해 분비되는 보툴리누스 독소이다.또한 엑소톡신은 대장균, 콜레라의 원인물질인 Vibrio cholerae를 포함한 다양한 박테리아에 의해 생산된다.클로스트리듐 퍼프링겐스(식중독 및 가스괴저의 일반적인 원인물질)와 클로스트리듐 디피실(의사성 대장염의 원인물질)입니다.탄저균 독소라고 불리는 안트라시스에 의해 생성되는 강력한 3단백질 독성 인자는 탄저균 병원 형성에 중요한 역할을 한다.엑소톡신은 체액 반응을 유발한다는 매우 면역적인 의미이다(항체는 독소를 표적으로 한다.

엑소톡신은 또한 경쟁력 있는 자원으로 몇몇 곰팡이에 의해 생산된다.마이코톡신이라고 불리는 독소는 다른 유기체가 곰팡이에 의해 식민지화된 음식을 소비하는 것을 막는다.박테리아 독소와 마찬가지로, 광범위한 곰팡이 독소가 있습니다.틀림없이 가장 위험한 마이코톡신 중 하나는 아스페르길루스속 특정 종에 의해 생성되는 아플라톡신이다.이 독소를 반복적으로 섭취하면 심각한 간 손상을 일으킬 수 있습니다.

예

황색포도상구균의 독성 인자의 예로는 히알루로니다아제, 단백질분해효소, 응집효소, 리파아제, 디옥시리보핵산효소 및 엔테로톡신 등이 있다.스트렙토코커스 피오제네스의 예로는 M단백질, 리포테이코산, 히알루론산캡슐, 파괴효소(스트렙토키나아제, 스트렙토도르나아제, 히알루로니다아제) 및 엑소톡신(스트렙톨리신 포함)이 있다.리스테리아 모노사이토겐의 예로는 internalin A, internalin B, 리스테리신 O 및 actA가 있으며, 모두 숙주의 콜로니화를 돕는 데 사용됩니다.예르시니아 페스티스의 예로는 변형된 형태의 리포다당, 3형 분비계, YopE 및 YopJ 병원성이 있다.세포용해펩타이드 칸디다리신은 칸디다 알비칸에 의해 균이 형성되는 동안 생성되며, 이는 곰팡이에서 발생하는 독성 인자의 한 예이다.다른 독성 인자에는 바이오필름 형성에 필요한 인자(예: 분류효소)와 인테그린(예: 베타-1 및 3)이 포함된다.[6]

억제 및 제어

독성 인자와 이를 코드하는 유전자를 대상으로 하는 전략이 [7]제안되었다.독성 인자와 독성 인자 발현을 억제하는 능력으로 조사되는 작은 분자는 알칼로이드,[8] 플라보노이드 [9]및 [10]펩타이드를 포함한다.특정 세균 병원체를 특징짓고 특정 독성 인자를 식별하기 위해 실험 연구가 수행된다.과학자들은 새로운 진단 기술, 특정 항균 화합물, 그리고 효과적인 백신이나 톡소이드가 결국 감염을 치료하고 예방할 수 있기를 바라며 감염 과정을 더 잘 이해하기 위해 식별과 분석을 통해 이러한 독성 요소를 더 잘 이해하려고 노력하고 있다.독성 인자를 확인하는 세 가지 일반적인 실험 방법이 있습니다: 생화학적으로, 면역학적으로, 그리고 유전적으로.대부분의 경우, 유전적 접근은 세균의 독성 인자를 확인하는 가장 광범위한 방법이다.세균 DNA는 병원성 유전자에서 비병원성으로 변경될 수 있으며, 무작위 돌연변이가 게놈에 도입될 수 있으며, 막 또는 분비물을 코드하는 특정 유전자가 식별 및 변이될 수 있으며, 독성 유전자를 조절하는 유전자가 식별될 수 있다.

Yersinia 의사결핵증 관련 실험은 비병원성 박테리아의 독성 표현형을 병원성으로 바꾸기 위해 사용되어 왔다.수평적 유전자 이식에 의해 예르시니아에서 비병원성 대장균으로 DNA 클론을 옮겨 병원성 독성 인자를 발현시킬 수 있다.박테리아 DNA의 무작위 돌연변이 유발 DNA 요소인 트랜스포존은 과학자들에 의해 행해진 매우 많이 사용되는 실험 기술이다.이 트랜스포존들은 DNA 내에서 식별될 수 있는 마커를 가지고 있다.무작위로 배치될 때 트랜스포존은 독성인자 옆에 놓이거나 독성인자의 발현을 멈추는 독성인자 유전자의 중간에 놓일 수 있다.그렇게 함으로써, 과학자들은 이 표지를 이용하여 유전자들의 라이브러리를 만들 수 있고 독성 인자를 유발하는 유전자를 쉽게 찾을 수 있다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ a b c d e Casadevall A, Pirofski LA (2009). "Virulence factors and their mechanisms of action: the view from a damage –response framework". Journal of Water and Health. 7 (Supplement 1): S2–S18. doi:10.2166/wh.2009.036. PMID 19717929.
  2. ^ a b c Ryding S (2021). "What are Virulence Factors?". News-Medical.Net. Retrieved 3 June 2021.
  3. ^ Cross, Alan S (2008). "What is a virulence factor?". Critical Care. 12 (6): 197. doi:10.1186/cc7127. PMC 2646308. PMID 19090973.
  4. ^ a b c d Levinson, W. (2010). Review of Medical Microbiology and Immunology (11th ed.). McGraw-Hill.
  5. ^ Knipe, Howley, David, Peter (2013). Fields Virology, 6th Edition. Philadelphia, PA, USA: LIPPINCOTT WILLIAMS & WILKINS. p. 254. ISBN 978-1-4511-0563-6.
  6. ^ Bien, Justyna; Sokolova, Olga; Bozko, Przemyslaw (21 May 2018). "Characterization of Virulence Factors of Staphylococcus aureus: Novel Function of Known Virulence Factors That Are Implicated in Activation of Airway Epithelial Proinflammatory Response". Journal of Pathogens. 2011: 601905. doi:10.4061/2011/601905. PMC 3335658. PMID 22567334.
  7. ^ Keen, E. C. (December 2012). "Paradigms of pathogenesis: Targeting the mobile genetic elements of disease". Frontiers in Cellular and Infection Microbiology. 2: 161. doi:10.3389/fcimb.2012.00161. PMC 3522046. PMID 23248780.
  8. ^ Deborah T. Hung; Elizabeth A. Shakhnovich; Emily Pierson; John J. Mekalanos (2005). "Small-molecule inhibitor of Vibrio cholerae virulence and intestinal colonization". Science. 310 (5748): 670–674. Bibcode:2005Sci...310..670H. doi:10.1126/science.1116739. PMID 16223984. S2CID 30557147.
  9. ^ T.P. Tim Cushnie; Andrew J. Lamb (2011). "Recent advances in understanding the antibacterial properties of flavonoids". International Journal of Antimicrobial Agents. 38 (2): 99–107. doi:10.1016/j.ijantimicag.2011.02.014. PMID 21514796.
  10. ^ Oscar Cirioni; Roberto Ghiselli; Daniele Minardi; Fiorenza Orlando; Federico Mocchegiani; Carmela Silvestri; Giovanni Muzzonigro; Vittorio Saba; Giorgio Scalise; Naomi Balaban & Andrea Giacometti (2007). "RNAIII-inhibiting peptide affects biofilm formation in a rat model of staphylococcal ureteral stent infection". Antimicrobial Agents and Chemotherapy. 51 (12): 4518–4520. doi:10.1128/AAC.00808-07. PMC 2167994. PMID 17875996.