志賀毒素
志賀毒素（Shiga toxins）是一類相關毒素家族，有兩個主要類別，即Stx1和Stx2，由被認為是lambdoid 噬菌體 基因組一部分的基因表達。 毒素以滋賀清命名，他首先描述了痢疾 志賀氏菌引起的痢疾的細菌起源。志賀樣毒素（SLT ）是大腸桿菌產生的相似或相同毒素的歷史術語。志賀毒素的最常見來源是細菌痢疾 鏈球菌和一些血清型的大腸桿菌 （STEC），其中包括O157：H7和O104：H4 血清型 。[1] [2]
目錄
命名法
志賀毒素的命名，微生物學家使用許多術語來描述志賀毒素並區分不止一種獨特形式。其中許多術語可以互換使用。志賀樣毒素是另一個過時的術語，出現在人們認識到志賀和志賀樣毒素是相同的之前。
1型和2型志賀毒素（Stx-1和2）是某些大腸桿菌菌株產生的Shiga毒素。Stx-1與志賀氏菌的 Stx相同。或僅相差一個氨基酸。Stx-2與Stx-1共享56％的序列同一性。 細胞毒素-Stx的古老含義 -廣泛使用。
Verocytotoxins / verotoxins-Stx很少使用的術語-來自Vero細胞對Stx的超敏性。[3]
歷史記錄
該毒素以滋賀清（Kiyoshi Shiga ）的名字命名，他於1897年發現痢疾鏈球菌。1977年，加拿大安大略省渥太華的研究人員在大腸桿菌系中發現了痢疾志賀氏菌通常產生的志賀毒素。大腸桿菌版本的毒素被命名為「 verotoxin」，因為它能夠殺死培養物中的Vero細胞（非洲綠猴腎細胞）。此後不久，由於該毒素與志賀毒素相似，因此被稱為志賀樣毒素。
一些研究人員已經提出，編碼志賀樣毒素的基因來自於通過轉導插入細菌染色體中的轉化毒素的lambdoid噬菌體 ，例如H-19B或933W。對大腸桿菌多樣性的 系統進化研究表明，志賀氏菌毒素可能相對容易地轉導到某些大腸桿菌菌株中 ，因為志賀氏菌本身就是大腸埃希菌的一種 。實際上，一些傳統上被認為是大腸桿菌的菌株（包括產生這種毒素的菌株）實際上屬於該譜系。 作為痢疾志賀氏菌的親緣關係比典型 大腸桿菌更近，這些菌株產生與痢疾志賀氏菌相似的毒素一點也不罕見。隨著微生物學的發展，術語的歷史變化（由於在多個地方逐漸發展的科學而出現）正逐漸讓位於將所有這些分子識別為「相同毒素的變體」而不是「不同毒素」。
傳輸方式
毒素需要細胞表面高度特異性的受體才能附著並進入細胞 。不攜帶這些受體的物種，例如牛 ，豬和鹿 ，可能帶有產毒細菌而沒有任何不良影響，它們會排入它們的糞便中 ，然後從那裡傳播給人類。
臨床意義
攝入志賀毒素的症狀包括腹痛和水樣腹瀉。嚴重威脅生命的病例的特徵是出血性結腸炎（HC）。該毒素與溶血性尿毒症有關 。相反，志賀氏菌也可能產生志賀氏菌腸毒素 ，這是痢疾的原因。
該毒素可有效對抗消化道 ，腎臟和肺等小血管，但不適用於大動脈或大靜脈等血管。毒素的特異性靶標似乎是腎小球的血管內皮。這是過濾結構，是腎臟功能的關鍵。破壞這些結構會導致腎功能衰竭，並發展出致命的和經常使人衰弱的溶血性尿毒症綜合徵。滋賀毒素引起的食物中毒通常也對肺和神經系統產生影響。
結構與機制
機制
毒素的B亞基與細胞膜上的一個成分結合，稱為醣脂球果糖基神經酰胺（Gb3）。B亞基與Gb3的結合會引起狹窄的管狀膜內陷的誘導，從而驅動細菌向細胞內攝取的向內膜小管的形成。 這些小管對於攝入宿主細胞至關重要。志賀毒素（一種無孔毒素）通過高爾基體網絡和內質網轉移到細胞質中。 毒素從高爾基體轉運到ER。志賀毒素通過類似於蓖麻毒素的機制抑制靶細胞內蛋白質的合成 。]通過巨人小球進入細胞後，[4]。該蛋白質（A亞基）從核醣體60S亞基的28S RNA切割特定的腺嘌呤核苷鹼基 ，從而停止了蛋白質的合成。由於它們主要作用於血管內膜，血管內皮，所以最終發生內膜破裂和出血。最初的反應通常是血性腹瀉。 這是因為志賀毒素通常與被污染的食物或水一起攝入 。
細菌志賀毒素可用於胃癌的靶向治療，因為該腫瘤實體表達志賀毒素的受體。為此目的，將非特異性化學治療劑綴合至B-亞基以使其特異性。以這種方式，在治療期間僅破壞了腫瘤細胞，而不破壞了健康細胞。
結構
該毒素具有兩個亞基-稱為A（摩爾重量32000 D）和B（摩爾重量7700 D），並且是AB 5毒素之一。B亞基是與宿主細胞上特定醣脂結合的五聚體 ，特別是globotriaosylceramide （Gb3）。之後，將A亞基內化並切割為兩部分。然後，A1成分與核醣體結合，破壞蛋白質合成。發現Stx-2的毒性（按小鼠的LD 50定量）是Stx-1的400倍左右。
出於未知原因，Gb3大量存在於腎臟上皮組織中，這可能是志賀毒素的腎臟毒性所致。 在中樞神經系統神經元和內皮細胞中也發現了Gb3，這可能導致神經毒性。[5]還已知Stx-2會增加其受體GB3的表達並引起神經元功能障礙。
視頻
參考資料
- ↑ 「新興的腸出血性大腸桿菌，是人類病原體上升的原因和影響」。 獸醫學報。 B，傳染病和獸醫公共衛生 。53（7）：299–305。
- ↑ 「腸致病性和腸出血性大腸桿菌發病機理的比較」。 FEMS微生物學快報 。 255 （2）：187-202。
- ↑ 「在七個不同種類的健康家畜中，產生維毒素（類誌賀毒素）的大腸桿菌的患病率和某些特性」臨床微生物學雜誌
- ↑ 「腸出血性大腸桿菌感染可刺激志賀毒素1的巨胞吞作用和跨腸上皮細胞的轉胞吞作用」美國生理學雜誌/細胞生理學
- ↑ 志賀毒素2通過定位於神經元的受體globotriaosylceramide影響中樞神經系統傳染病雜誌