尿路感染（UTI）可以用抗生素治疗，但如果不治疗可能致命。这些感染通常是由所谓的尿毒症性大肠杆菌细菌引起的，这些细菌以其菌毛结合到膀胱，输尿管或尿道的细胞上。人体自然产生一种称为尿调节素的蛋白质，可帮助抵抗UTI。然而，尿调节素预防炎症的确切过程从未被了解。现在，来自苏黎世医院的研究人员已经发现了尿调节素的外观以及该蛋白如何中和尿毒症性大肠杆菌。
该研究最近发表在《Science》杂志上，题为“Architectureandfunctionofhumanuromodulinfilamentsinurinarytractinfections”。
尿调节蛋白是人类尿液中含量最丰富的蛋白质，并形成拮抗尿路致病菌粘附的细丝；然而，人们对丝的结构和保护机制仍然知之甚少。研究人员首先分析了尿调节素如何在分子水平上结合细菌菌毛。然后，研究小组使用了冷冻电子断层扫描（cryo-ET）来检查蛋白质。Cryo-ET是一种三维成像技术，可以分析天然条件下复杂而动态的生物组件的结构。研究人员使用低温电子层析成像技术显示，尿调节蛋白丝由锯齿形骨架和侧向伸出的臂组成。”他们能够观察到蛋白质链的每个链接，其中包含细菌菌毛喜欢结合的糖链的特征模式。研究小组还发现，尿调节素细丝可以包裹病原体，并且单个尿调节素细丝可以与细菌的几个菌毛对接。这可以中和病原体。一旦细菌以这种方式被屏蔽，它们将不再与泌尿道中的细胞结合，这意味着它们不会引起感染。在光学显微镜下，研究小组还注意到形成了数百个尿调节蛋白细丝和大肠杆菌细胞的大团块，据推测这些团块可以随尿液简单地排出体外。研究人员还进行了测试，以查看他们在实验室中观察到的过程是否也发生在患者身上。医院提供的感染患者的尿液样本进行了分析。样品显示尿调节蛋白和病原体之间具有相同的相互作用。经常给患者服用含糖甘露糖的抗生素。这些在一定程度上阻止了大肠杆菌细菌自身附着在尿道细胞上。根据此分析，作者现在知道细菌菌毛不仅可以识别甘露糖，还可以识别尿调节素上存在的其他糖，这可能表明结合糖补充剂的治疗会更有效。这一发现还有助于开发新的活性物质。这是由于在感染过程中，尿路致病性大肠杆菌将自身附着在尿道细胞表面上与尿调节素上相同的糖链上。这些结果为理解尿路感染中的尿调节素及其在生理和疾病中的更神秘作用提供了框架。他们的发现可能有助于将来开发治疗尿路感染的新策略。关于我们
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