沙门菌效应蛋白对宿主细胞的影响及分子机制.docx

沙门菌效应蛋白对宿主细胞的影响及分子机制沙门菌效应蛋白对宿主细胞的影响及分子机制本文关键词：沙门，宿主，蛋白，效应，细胞沙门菌效应蛋白对宿主细胞的影响及分子机制本文简介：摘要：沙门菌（Salmonellaspp.）作为胞内病原菌，通过侵入宿主细胞，导致人类和多种动物感染疾病。在与宿主细胞的长期斗争中，沙门菌进化出多种机制来逃避宿主的监视与防御，从而完成侵入并生存增殖的过程。尽管一些效应蛋白靶向的宿主因子已经被发现，但大多数效应蛋白的靶点尚且未知。本文综述了沙门菌效应沙门菌效应蛋白对宿主细胞的影响及分子机制本文内容：摘要：沙门菌（Salmonellaspp.）作为胞内病原菌，通过侵入宿主细胞，导致人类和多种动物感染疾病。在与宿主细胞的长期斗争中，沙门菌进化出多种机制来逃避宿主的监视与防御，从而完成侵入并生存增殖的过程。尽管一些效应蛋白靶向的宿主因子已经被发现，但大多数效应蛋白的靶点尚且未知。本文综述了沙门菌效应蛋白对宿主细胞生理活动的影响，包括对细胞骨架的变化，炎症应答，胞膜修饰和滤泡的胞内移动的现象及其分子机制进行阐述。关键词：沙门菌；效应蛋白；宿主因子；沙门菌是一种革兰氏阴性病原菌，能侵入宿主肠道上皮细胞并在胞内生存和增殖，从而引起一系列的疾病，包括肠胃炎、腹痛、伤寒症等[1].全球每年由于沙门菌感染导致的疾病与死亡正成为重大的公共卫生问题。沙门菌通过向宿主细胞内分泌多种毒力因子，来调控宿主细胞的生理活动以利于自身的生存，这些毒力因子被称为效应蛋白。Ⅲ型分泌系统（TypeⅢsecretionsystem,T3SS）是沙门菌一套特殊的蛋白质分泌系统，将沙门菌分泌的效应蛋白转运至宿主细胞中[2].沙门菌有两套功能不同的Ⅲ型分泌系统T3SS1和T3SS2,分别由沙门菌毒力岛1和2（Salmonellapathogenicityisland,SPI-1和SPI-2）编码[3],其中SPI-1编码的T3SS1在细菌感染的初期发挥作用，启动沙门菌对上皮细胞的侵入[4].而SPI-2编码的T3SS2在系统性感染中发挥重要作用[5],当细菌进入宿主细胞后，T3SS2的效应蛋白被转运至细胞内的不同部位，调控宿主细胞的多种生理状态。除了分泌效应蛋白外，沙门菌感染细胞后会在胞内形成包含沙门菌的滤泡（Salmonella-containingvacuole,SCV）,并在其中增殖[6].在沙门菌与宿主细胞的互作过程中，沙门菌分泌的效应蛋白对宿主细胞内信号转导和生理活动具有广泛的调控作用。首先，沙门菌利用效应蛋白操纵宿主细胞骨架蛋白，引起细胞膜的褶皱，从而促进沙门菌的入侵。侵入宿主内的沙门菌分泌效应蛋白抑制炎症反应从而在胞内存活，并进一步形成SCV进行增殖，此时，更多的效应蛋白参与SCV胞膜的修饰，促进SCV的成熟并向胞膜移动，继续感染邻近的细胞。本文即对效应蛋白在胞内的作用进行综述。1效应蛋白引起细胞骨架的变化沙门菌感染过程中，肌动蛋白细胞骨架的重排是宿主细胞发生的显着变化之一，并由此促进沙门菌的入侵[7].在细胞骨架重排的过程中，RhoGTPase发挥着重要作用，其中小分子Cdc42和Rac常常作为信号传导通路中重要的“分子开关”[8-9].SopB是一种具有肌醇磷酸酶活性的效应蛋白，经T3SS1分泌至宿主细胞内，激活以Cdc42为主的RhoGTPase活性，从而促进宿主细胞胞膜肌动蛋白的重排[10].SopB也可以通过募集膜联蛋白A2来为肌动蛋白的重排提供平台[11]（图1）.沙门菌通过特异性地靶向Microfold细胞从而侵入肠道上皮细胞，SopB能够诱导滤泡相关的肠上皮细胞发生上皮间质转化，转分化成为Microfold细胞，这一过程依赖于SopB引起的WNT-β-catenin信号通路的激活，并能进一步激活NF-κB配体RANKL的受体激活因子和受体RANK[12].SopE是一种具有鸟苷酸交换因子活性的效应蛋白，它能够与SopB合作发挥功能。SopE通过激活RHOGTPase进而活化下游的p21-activatedkinase（PAK）,PAK磷酸化宿主细胞内的肌球蛋白MYO6,使MYO6募集到富含肌动蛋白的胞膜上，这时SopB参与其中，与MYO6一起启动PI3K信号通路，在沙门菌侵入位点产生磷脂酰肌醇三磷酸（PIP3）,促进细胞骨架接头蛋白的聚集[13],启动细胞骨架的重排。尽管SopE与SopB功能上有部分重叠，但其对细胞骨架的重排机制有所不同。一方面，SopE的鸟苷酸交换因子活性能激活Rac1和Cdc42,从而募集WAVE调控复合体（WAVEregulatorycomplex,WRC）和神经Wiskott-Aldrich综合征蛋白（neuralWiskott-Aldrichsyndromeprotein,N-WASP）,激活胞膜上的