大腸菌のLTAサブユニットから導出されたA2ドメインの細胞透過機能の発見熱緩和エンテロトキシン

熱緩和エンテロトキシン（LT）は、エンテロ毒素性大腸菌（ETEC）によって産生されるタンパク質毒素です。細菌毒素として、ホロトキシンltは腸上皮細胞に入り、下痢を引き起こす可能性があります。さらに、LTは、同時投与抗原に対する強力な免疫応答を強化することができる強力な粘膜アジュバントでもあります。ただし、LT免疫学的メカニズムは、特にLTAサブユニットのみがどのように機能するかについての尊重によって、いくつかの面でまだ明らかではありません。ここでは、LTAのA2ドメインが蛍光タンパク質を細胞に運ぶことができることを発見しました。A2ドメインの膜貫通輸送能力は、その細胞透過機能において非特異的であり、異なる細胞タイプでのテストを通じて示されました。さらに、LTA2融合タンパク質は、膜輸送経路を介してLTA2内在化を同定する蛍光標識細胞膜を浸透させ、最終的に小胞体に局在化したことを示しました。さらに、低温ストレスと薬理学的因子治療により、LTA2内在化経路は、クラスリンを介したエンドサイトーシスおよびマクロピノサイトーシス経路を含む温度依存プロセスであることが示されました。これらの結果は、LTBペンタマーなしでLTAサブユニットのみの内在化を説明し、粘膜アジュバントとして働くLTAのより良い理解に貢献することができます。彼らはまた、A2ドメインが疾患の研究と治療のための新しい輸送車両として使用できることを示唆しています。

Heat-labile enterotoxin (LT) is a protein toxin produced by enterotoxigenic Escherichia coli (ETEC). As a bacterial toxin, LT holotoxin can enter intestinal epithelial cells and cause diarrhea. In addition, LT is also a powerful mucosal adjuvant capable of enhancing the strong immune responses to co-administered antigens. However, the LT immunological mechanism is still not clear in some aspects, especially with the respect to how the LTA subunit functions alone. Here, we discovered that the A2 domain of LTA could carry a fluorescent protein into cells, whose function is similar to a cell-penetrating peptide. The transmembrane-transporting ability of the A2 domain is non-specific in its cell-penetrating function, which was shown through testing with different cell types. Moreover, the LTA2 fusion protein penetrated a fluorescently labeled cell membrane that identified LTA2 internalization through membrane transport pathways, and showed it finally localized in the endoplasmic reticulum. Furthermore, low-temperature stress and pharmacological agent treatments showed that the LTA2 internalization route is a temperature-dependent process involving the clathrin-mediated endocytosis and the macropinocytosis pathways. These results could explain the internalization of the LTA subunit alone without the LTB pentamer, contributing to a better understanding of LTA working as a mucosal adjuvant; they also suggest that the A2 domain could be used as a novel transport vehicle for research and treatment of disease.