胞内菌与细胞骨架

许多病毒微生物能侵入人体细胞,在囊泡或胞质中增殖,并导致疾病。细胞骨架在该过程中发挥着中心作用,一些特殊蛋白及信号传递系统也至关重要。本文就胞内菌进入宿主细胞的两个机制：“拉链”和“触发”机制,胞内菌在宿主细胞内肌动蛋白依赖性的运动等方面进行综述。     

"拉链(zipper)"与"触发(trigger)"--细菌侵袭的分子机制

对宿主细胞的侵袭是细胞内菌致病的关键步骤。细菌侵袭过程与Rho、Rac和Cdc42等Rho家族成员介导的肌动蛋白细胞骨架重排有关,涉及“拉链(zipper)”与“触发(trigger)”两种主要机制以及“拉链-触发(zipper-trigger)”双重机制。研究细菌侵袭过程中Rho家族的作用及相应细胞骨架事件,有助于揭示细菌侵袭的分子机制。     

黏着斑激酶信号通路在细菌侵入非吞噬细胞中的作用

细菌对宿主细胞的黏附和侵袭是引发传染病的重要步骤。细菌在黏附的过程中,其表面结构或特殊黏附分子和宿主细胞表面受体相互作用激活黏着斑激酶(focal adhesion kinase,FAK),通过FAK/Src-Cortactin-Arp2/3通路和FAK/PI3K-Rac通路调控细胞骨架重排,促进细菌侵入非吞噬细胞。为了深入探讨细菌侵入非吞噬细胞的整个过程及调控机制,就细菌对非吞噬细胞的黏附、侵入以及细胞FAK信号通路在此过程中的调节作用进行综述。     

InlA和InlB介导单核细胞增生李斯特菌入侵宿主细胞分子机制的研究进展

单核细胞增生李斯特菌(Listeria monocytogenes)是一种革兰氏阳性食源性致病菌。在造成宿主食源性感染的过程中, 单核细胞增生李斯特菌能凭借其独特的表面蛋白入侵宿主的非吞噬细胞。内化素蛋白家族(Internalins)是介导单核细胞增生李斯特菌入侵宿主非吞噬细胞的主要因子。本文根据国内外一些最新的研究成果, 结合作者近几年的工作, 综述了在侵染宿主的过程中, 单核细胞增生李斯特菌主要的内化素蛋白InlA和InlB介导细菌入侵宿主细胞的分子机制, 以期为阐明食源性致病菌致病机理、预防和治疗食源性疾病提供理论基础。     

宿主细胞丝切蛋白(cofilin)与病原微生物感染

摘要:病原微生物侵入宿主细胞是其引发有效感染的必要环节,该过程依赖于宿主细胞内肌动蛋白骨架的重排。丝切蛋白(cofilin)是细胞内一种重要的肌动蛋白解聚因子,参与多种病毒、细菌及真菌的感染过程。病原微生物感染可诱导宿主细胞肌动蛋白发生两相变化,同时伴随cofilin的磷酸化水平改变。通过突变、抑制或过表达改变cofilin 的活性均能有效的抑制病原微生物的感染。本文将对宿主细胞cofilin在病原微生物感染过程中的具体变化及可能的调控机制进行综述。     

SipC的C端能结合并促使纤维型肌动蛋白成束从而促进鼠伤寒沙门菌入侵

鼠伤寒沙门菌通过效应蛋白注入,利用宿主细胞的肌动蛋白骨架网络入侵非吞噬细胞。已知SipC能使肌动蛋白成核,使纤维型肌动蛋白成束,并转运鼠伤寒沙门菌Ⅲ型分泌系统的效应蛋白。但SipC如何使纤维型肌动蛋白成束的分子机制及发挥此活性功能域的作用仍不清楚。该研究利用一系列SipC删除/插入突     

沙门菌效应蛋白对宿主细胞的影响及分子机制

沙门菌(Salmonella spp.)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现象及其分子机制进行阐述。     

细菌脂多糖诱导人单核细胞株对细菌脂蛋白的耐受性及其与肌动蛋白骨架关系

细菌脂多糖(LPS)可诱导宿主对LPS的耐受,但对细菌脂蛋白(BLP)是否存在交叉耐受,目前报道不一。采用人单核细胞株(THP-1),建立小剂量LPS诱导THP-1对LPS耐受的细胞模型;观察细胞肌动蛋白骨架、炎症因子TNF-α、IL-1β、IL-6的浓度及NF-κB的DNA结合活力的变化情况;探讨BLP交叉耐受及细胞骨架在其中的作用。结果显示,THP-1细胞经小剂量(10ng/ml)LPS、大剂量(100ng/ml)LPS或BLP刺激后,细胞形态严重变形,肌动蛋白重组,细胞周边肌动蛋白丝带消失,出现明显的肌动蛋白收缩团块及伪足,细胞核内NF-κB的DNA结合活性显著升高,培养上清液中炎症因子(TNF-α、IL-1β及IL-6)的释放显著增加;而小剂量LPS预刺激12h后,再用大剂量的LPS或BLP刺激6h,上述指标明显改善;采用细胞骨架肌动蛋白聚集破坏剂鬼笔环肽预处理后的THP-1细胞,可取消由小剂量LPS诱导的自身耐受及对BLP的交叉耐受;可见,细菌LPS、BLP(100ng/ml)可诱导THP-1细胞肌动蛋白骨架的改变,激活NF-κB信号通路,诱导炎性细胞因子TNF-α、IL-1、IL-6过度释放,激活宿主炎症细胞的炎症反应;而小剂量LPS预刺激后可诱导出THP-1细胞对LPS的自身耐受和对BLP的交叉耐受;细胞骨架肌动蛋白参与了小剂量LPS诱导THP-1细胞对LPS自身耐受和对BLP交叉耐受的形成。     

磷脂酶D与病原微生物感染

磷脂酶D(phospholipase D,PLD)普遍存在于细菌,真菌以及哺乳动物中.在病原微生物中,PLD作为毒力决定因子在减数分裂、孢子形成等过程中起作用;在哺乳动物细胞中,PLD主要在胞膜转运、调节有丝分裂和细胞肌动蛋白骨架等一些信号转导中起作用.在病原菌感染宿主细胞的过程中,病原体和宿主细胞的PLD都被激活并发生级联反应,病原菌PLD可调节自身肌动蛋白丝的聚合和重排,并引起宿主细胞局部肌动蛋白丝的集聚,诱导宿主细胞对其吞噬.深入探讨PLD激活对感染发生的调控作用对透彻理解病原菌感染宿主细胞的分子机制具有重要意义.     

烟曲霉与宿主细胞相互作用规律的初步研究

目的研究烟曲霉侵入宿主细胞过程中的基本规律及宿主细胞肌动蛋白骨架的变化情况。方法利用表达绿色荧光的烟曲霉ATCC13073,研究烟曲霉侵入上皮细胞和被巨噬细胞吞噬随时间的变化规律。结果烟曲霉侵入吞噬细胞和非吞噬细胞的量随时间呈现完全不同的规律,烟曲霉侵入上皮细胞A549能力较弱,在7h后侵染量才有明显的增加,为原始接种量的（0.09±0.01）%。前3h,鼠巨噬细胞J774吞噬量迅速升高,然后侵染量缓慢下降。烟曲霉侵入宿主细胞过程中会引起宿主细胞肌动蛋白骨架的重排,侵入过程中伴有吞噬杯的形成。结论巨噬细胞吞噬烟曲霉和烟曲霉侵入上皮细胞规律有明显不同,侵入过程都伴随肌动蛋白骨架的重排。     

肠出血性大肠杆菌Ⅲ型分泌系统效应因子与宿主细胞相互作用研究进展

肠出血性大肠杆菌(Enterohemorrhagic Escherichia coli,EHEC)通过其Ⅲ型分泌系统将效应因子注入到宿主细胞内,破坏宿主细胞内的多种信号通路从而有利于细菌的感染及定植。近年来对于EHEC Ⅲ型分泌系统效应因子与宿主细胞相互作用研究成为EHEC致病机制研究新的热点,研究表明,除了经典的效应因子外,一些新发现的效应因子在细菌的致病过程中也发挥着重要作用,有些效应因子能够抑制宿主细胞内正常的信号通路,有些效应因子还具有抑制细胞凋亡,干扰炎症信号通路和抑制吞噬的作用。这些发现揭示了EHEC效应因子具有多种功能,它们通过与宿主细胞间的相互作用,在细菌的感染过程中发挥着重要作用。     

噬菌体编码的抑菌蛋白

噬菌体是细菌的天敌,它利用宿主的细胞机制完成自身的复制。在感染过程中噬菌体基因组进入细菌细胞后立即产生调节或重新定向宿主特定功能的蛋白质(即抑菌蛋白),以逃避多种细菌的防御机制或改变宿主的分子代谢机制。研究发现,这些噬菌体编码的抑菌蛋白可抑制细菌分裂,干扰细菌遗传物质的复制、转录及降解,影响CRISPR介导的细菌免疫以及代谢。明确噬菌体编码的抑菌蛋白如何影响这些宿主的防御或分子代谢机制可以优化目前基于噬菌体的抗菌策略,找出控制细菌感染的新途径,为抑菌药物的发现和设计打开新的大门。本文就近年来发现的噬菌体编码的抑菌蛋白及其抑菌机制的研究进展进行综述。     

胞内致病菌入侵宿主细胞分子机理研究进展

胞内致病菌,指能够侵入宿主细胞且在宿主细胞内存活并繁殖的病原菌。其入侵宿主细胞的过程主要涉及细菌黏附宿主细胞、侵袭、细菌在细胞内存活以及引起宿主细胞损伤等。先前的研究表明大多数胞内致病菌是通过吞噬细胞被动地摄取,而随着分子生物学和免疫学的发展,越来越多的胞内致病菌被证明能主动入侵到宿主细胞体内,并进化出各种调控宿主细胞信号通路的方式。本文讨论了胞内致病菌在入侵宿主细胞时各阶段的共同的分子机制以及常见的胞内致病菌所采取的入侵策略,并对近年来国内外主要相关研究进展做一总结。     

沙门菌侵袭研究进展

鼠伤寒沙门菌表达两个不同的Ⅲ型分泌系统(typeⅢsecretion/translocation systems, TTSS),分别由致病岛1和2(pathogenicityi slands 1 and 2, SPI-1 and SPI-2)编码。细菌依赖TTSS将效应蛋白转运至宿主细胞,通过“触发”机制诱导细菌进入宿主细胞。这些效应蛋白可诱导细胞骨架重排,导致“巨吞饮”,促使细菌入侵。本综述依据多种沙门菌效应蛋白的功能,建立沙门菌侵袭模型。TTSS活化并转运效应蛋白进入宿主细胞发挥功能(Ⅰ)。小G蛋白交换因子SopE和肌醇磷酸酯酶SopB通过激活CDC42和Rac1,诱导内陷相关的蛋白聚集(Ⅱ)。SipA和SipC通过降低肌动蛋白临界浓度、刺激网素成束、稳定纤维状肌动蛋白(fibrousactin, F-actin)以及使肌动蛋白核化等功能,促使细菌入侵(Ⅲ)。SopB可使膜内陷区PIP2的浓度降低以及VAMP8聚集,促使细胞膜分裂(Ⅳ)。这些效应蛋白的联合作用,使膜皱褶在局部向外显著延伸,使沙门菌被细胞内形成的特殊膜结构包裹。沙门菌的另一种效应蛋白SptP,通过刺激小G蛋白内源性GTPase的活性,抑制小G蛋白的活化,使细胞膜恢复至原有状态(Ⅴ)。     

细菌效应蛋白对宿主细胞Rho小G蛋白信号通路的调节作用

病原体细菌通过自身分泌系统分泌效应蛋白并注入宿主体内,修饰宿主的信号转导系统,破坏宿主细胞中天然免疫有关信号通路,发挥毒性作用使宿主产生疾病。吞噬作用在天然免疫系统中发挥重要作用,这个过程涉及肌动蛋白细胞骨架的重排。Rho(Ras homolog family)小G蛋白家族成员作为细胞骨架结构的重要调控蛋白可调节这一过程,其相关信号通路成为细菌效应蛋白的作用靶点。细菌效应蛋白可以模仿Rho的调节因子破坏信号通路,可以通过剪切Rho C-端的尾部结构使其从细胞膜解离并失去活性,可以直接模仿Rho发挥调控功能,可以影响Rho上游的调控事件影响其活性,也可通过对Rho进行直接的翻译后修饰使其失活,形成有利于细菌生存、繁殖、毒力释放的环境。由此导致的Rho信号通路功能紊乱使宿主产生智力缺陷、免疫功能障碍、癌症等多种疾病。     

病原细菌效应蛋白靶向宿主细胞核研究进展*

细胞核是细胞遗传与代谢的控制中心,调控细胞对外界的响应、代谢、生长和分化等细胞活动。在细菌感染宿主细胞过程中,个别细菌来源的效应蛋白能够靶向进入宿主细胞核,影响细胞核内基因的转录、RNA剪切、DNA修复以及染色质重组等生命活动,将这些能够进入细胞核的细菌效应蛋白称之为核调节蛋白。对病原菌分泌的核调节蛋白进入宿主细胞核的方式,以及不同病原菌的核调节蛋白调控宿主细胞的生命过程进行归纳总结,从而为深入探究病原细菌感染宿主细胞的致病机理提供理论基础。     

细胞肥大过程中hhLIM的亚细胞定位变化及其对细胞骨架的影响

hhlim (humanheartlim)是从人胎心cDNA文库中筛选克隆的一个新基因 ,作为LIM家族的新成员参与心肌肥大的发生发展过程 .为了进一步研究hhLIM在心肌肥大发生过程中的作用 ,以C2C12细胞为研究对象 ,以心肌肥大强效刺激因子内皮素 1(ET 1)为诱导因素 ,探讨hhLIM与肌动蛋白的相互作用及其影响细胞骨架的分子机制 .RT PCR、Western印迹和细胞免疫荧光分析结果表明 ,心肌肥大刺激因子ET 1在诱导心肌肥大标志基因BNP和肌动蛋白表达的同时 ,使hhLIM蛋白在C2C12细胞胞核与胞质之间进行重新定位 .激光共聚焦显微镜观察结果显示 ,hhLIM与肌动蛋白在胞质中共定位 .蛋白分步提取、鉴定及hhLIM与F肌动蛋白结合与沉降实验证明 ,hhLIM多存在于细胞骨架及其相关蛋白部分 ,在体外可与F肌动蛋白共结合 .这些结果表明 ,胞质中的hhLIM作为细胞骨架相关蛋白与肌动蛋白相互作用 .进一步研究hhLIM与细胞骨架的关系时发现 ,hhLIM过表达可使C2C12细胞的骨架变成致密网状纤维并使其对细胞松弛素导致的细胞骨架解聚产生一定的抵抗作用 ,抑制hhLIM表达则使细胞骨架稀疏 ,结构模糊 .提示hhLIM参与细胞骨架组织及重构的机制与其结合并稳定F肌动蛋白有关 .     

金黄色葡萄球菌的侵袭和侵袭后过程

金黄色葡萄球菌粘附宿主细胞后,与宿主细胞受体发生反应,激发宿主的跨膜信号传递和细胞骨架重排,从而进入细胞。进入宿主细胞的金黄色葡萄球菌可以在胞内存活,并且繁殖,胞内存活的金黄色葡萄球菌可诱导细胞发生凋亡。在金黄色葡萄球菌的侵袭和侵袭后过程中,毒力调节因子Agr和Sar起了调节作用。     

用含10%胎牛血清的DMEM培养肠出血性大肠杆菌O157∶H7可增强其对HeLa细胞的黏附/擦拭损伤

目的:研究生长在不同培养基中的肠出血性大肠杆菌(EHEC)O157∶H7对宿主细胞造成的黏附/擦拭损伤是否存在差异。方法:分别用LB、DMEM、DMEM(含10%胎牛血清)、DMEM(含终浓度为25mmol/L的HEPES)等4种培养基培养O157∶H7,然后感染HeLa细胞,利用Giemsa染色观察细菌黏附差异,进行肌动蛋白荧光染色实验并观察宿主细胞肌动蛋白聚集差异。结果:在含10%胎牛血清的DMEM培养基中培养EHECO157∶H7,其黏附力增加,聚集细胞骨架肌动蛋白的能力明显增强。结论:为进一步研究EHECO157∶H7的致病性,探索O157∶H7新的致病因子奠定了基础。     

李斯特菌诱导宿主细胞骨架重排与磷脂酶D

无论是免疫细胞对病原体的主动吞噬,还是病原体诱导非吞噬细胞的被动吞噬,均是不同细胞膜受体介导的细胞肌动蛋白骨架重排过程,受到单体G蛋白和肌动蛋白骨架相关蛋白的精密调控。细胞内重要信号蛋白,磷脂酰胆碱专一性磷脂酶D(PLD)的活性变化与细胞肌动蛋白骨架重排密切相关,其参与调节了由抗体受体(FcγR)及补体受体(CR3)介导的免疫细胞的主动吞噬,而细胞肌动蛋白骨架解聚蛋白cofilin被磷酸化后可与PLD结合并激活PLD,进而调节肌动蛋白骨架重排。另一方面,cofilin磷酸化状态严格调控李斯特菌感染细胞过程中的肌动蛋白骨架重排。因此,阐明PLD是否在李斯特菌感染细胞过程中被激活并参与调节肌动蛋白骨架重排,将有助于揭示PLD激活对感染发生的调控作用,对透彻理解细菌感染宿主细胞的分子机制具有重要意义。