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感染是世界范围内医源性感染的最主要原因之一¹。它能够引起发热、腹泻、伪膜性肠炎、肠穿孔，甚至败血症、休克等危及生命的症状²。艰难梭菌通过分泌两种结构相似的毒素A和B（TcdA和TcdB）对宿主细胞造成伤害。梭菌毒素羧基端含有一段重复序列，被称为组合重复寡肽（combined repetitive oligopeptides, CROPs）。早期研究发现，CROPs蛋白能够竞争性抑制艰难梭菌毒素与细胞的结合，同时抗CROPs区域的抗体能够阻碍艰难梭菌毒素发挥细胞毒性^3,4。因此，很长一段时间内人们认为宿主细胞表面受体是通过和艰难梭菌羧基端的CROPs区域相互作用介导毒素入胞。但随着CROPs缺失的梭菌毒素被发现，梭菌毒素入胞的分子机制被进一步完善^5,6。梭菌毒素分别由CROPs依赖和非CROPs依赖的双受体介导入胞的模型得到了广泛的认同。随着基因编辑技术在艰难梭菌受体研究中的应用，硫酸软骨素蛋白聚糖4（CSPG4）、Frizzled-1/2/7等TcdB受体先后被报道^7,8。然而，目前已知的TcdB受体主要都是通过与毒素非CROPs区域发生相互作用介导毒素内吞，而对于CROPs依赖的受体还不甚了解，阻碍了对其致病机制的进一步认知。

近日，本课题组在Science China Life Sciences 发表了题为Low-density lipoprotein receptor-related protein 1 is a CROPs associated receptor for Clostridioides difficile toxin B的研究论文。该研究发现低密度脂蛋白受体相关蛋白1（LRP1）是一种CROPs依赖的艰难梭菌毒素B受体。

在该研究中，研究人员基于CRISPR/Cas9技术，设计合成了靶向约3000个膜蛋白相关基因的亚基因组sgRNA文库。由于艰难梭菌毒素受体的冗余性为未知受体的发现带来了很大的困难。为降低TcdB受体冗余性对筛选造成的干扰，研究人员选择在CSPG4敲除细胞系中对未知的TcdB受体进行筛选。最终，在该研究中筛选得到了TcdB受体候选基因LRP1。后续研究人员通过基因敲除和基因上调等方法验证了LRP1介导艰难梭菌毒素入胞的生物学功能。有趣的是，与CSPG4和Frizzled-2不同，免疫共沉淀实验证明了LRP1与TcdB的相互作用仅需要通过CROPs即可完成。研究人员在CSPG4和FZD2双敲除的细胞系中敲除LRP1，进一步提高了细胞对于TcdB的耐受性，这也充分说明了三种受体功能上的冗余性。该研究通过发现CROPs依赖的TcdB受体证实了CROPs区域在介导TcdB与细胞膜表面受体中的作用，进一步完善了艰难梭菌毒素入胞分子机制，为艰难梭菌感染的治疗提供了潜在的靶点和理论依据。

北京大学生命科学学院郭生杰博士为该论文的第一作者，魏文胜教授和周卓副研究员为该论文的共同通讯作者，北京大学生命科学学院陈一欧博士、刘竞泽博士、博士研究生张心怡、刘志恒博士也参与了该研究工作。

文章链接：https://doi.org/10.1007/s11427-021-1943-9.

 

 

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