サルモネラ感染は、腸上皮細胞の漏れやすいタンパク質クローディン-2を上方制御する

背景：タイトジャンクションは、隣接する上皮細胞間の空間を密封します。マウントの証拠は、タイト接合タンパク質がヒト疾患の病因に重要な役割を果たすことを示唆しています。Claudinは、人間に24人のメンバーがいるタイトジャンクションプロテインファミリーのメンバーです。細胞機能を調節するために、クローディンは細胞質ドメインを介して膜および足場タンパク質と構造的および機能的に相互作用します。特に、Claudin-2は、炎症性腸疾患と結腸癌に寄与する漏れやすいタンパク質であることが知られています。しかし、腸における細菌感染におけるクローディン-2の関与は不明のままです。 方法/主要な調査結果：サルモネラは、結腸への細菌の浸潤を促進するために、それ自体の利益のために漏れやすいタンパク質クローディン-2を上昇させると仮定しました。サルモネラ - コリン炎マウスモデルと培養結腸上皮細胞を使用して、病原性サルモネラのコロニー形成は、腸内のクローディン-2タンパク質とmRNAのレベルを大幅に増加させることがわかりましたが、結腸のクローディン-3またはクローディン-7のレベルではありません。時間依存の方法。免疫染色の研究は、感染後の陰軸に沿ったクローディン-2発現を示した。in vitroで、サルモネラは、ヒト腸上皮細胞株SKCO15およびHT29C19Aでクローディン-2発現を刺激しました。siRNAノックダウンによるさらなる分析により、クローディン-2はサルモネラ誘発性細胞透過性の上昇に関連していることが明らかになりました。クローディン-2ノックダウンを含む上皮細胞は、正常なクローディン-2発現を持つコントロール細胞よりも内在化されたサルモネラが有意に少ない。阻害剤アッセイは、この調節がEGFR経路と下流タンパク質JNKの活性化を通じて媒介されることを実証しました。 結論/重要性：サルモネラは、細菌の浸潤を促進するためにタイトジャンクションタンパク質クローディン-2を標的とすることを示しました。このバリア機能の破壊は、細菌が宿主細胞と相互作用する新しいメカニズムに寄与し、細菌の浸潤を防ぐための潜在的な治療戦略としてClaudin-2をブロックする可能性を示唆していると推測します。

BACKGROUND: Tight junctions seal the space between adjacent epithelial cells. Mounting evidence suggests that tight junction proteins play a key role in the pathogenesis of human disease. Claudin is a member of the tight junction protein family, which has 24 members in humans. To regulate cellular function, claudins interact structurally and functionally with membrane and scaffolding proteins via their cytoplasmic domain. In particular, claudin-2 is known to be a leaky protein that contributes to inflammatory bowel disease and colon cancer. However, the involvement of claudin-2 in bacterial infection in the intestine remains unknown. METHODS/PRINCIPAL FINDINGS: We hypothesized that Salmonella elevates the leaky protein claudin-2 for its own benefit to facilitate bacterial invasion in the colon. Using a Salmonella-colitis mouse model and cultured colonic epithelial cells, we found that pathogenic Salmonella colonization significantly increases the levels of claudin-2 protein and mRNA in the intestine, but not that of claudin-3 or claudin-7 in the colon, in a time-dependent manner. Immunostaining studies showed that the claudin-2 expression along the crypt-villous axis postinfection. In vitro, Salmonella stimulated claudin-2 expression in the human intestinal epithelial cell lines SKCO15 and HT29C19A. Further analysis by siRNA knockdown revealed that claudin-2 is associated with the Salmonella-induced elevation of cell permeability. Epithelial cells with claudin-2 knockdown had significantly less internalized Salmonella than control cells with normal claudin-2 expression. Inhibitor assays demonstrated that this regulation is mediated through activation of the EGFR pathway and the downstream protein JNK. CONCLUSION/SIGNIFICANCE: We have shown that Salmonella targets the tight junction protein claudin-2 to facilitate bacterial invasion. We speculate that this disruption of barrier function contributes to a new mechanism by which bacteria interact with their host cells and suggests the possibility of blocking claudin-2 as a potential therapeutic strategy to prevent bacterial invasion.