宿主細胞に対するサルモネラタイプIII型分泌エフェクターSTEAの世界的な影響

Salmonella entericaは、人間を含むいくつかの動物種で胃腸炎、菌血症、腸チフスを引き起こすグラム陰性菌です。その病原性は、病原性島1および2にエンコードされた2つのタイプIII分泌システムに大きく依存しています。これらのシステムは、エフェクターと呼ばれるタンパク質を真核生物宿主細胞に移行します。エフェクターは、宿主信号伝達経路を妨害し、病原体の内在化とその生存と液胞内の増殖を可能にします。STEAは、両方のタイプIII分泌システムの基質である数少ないサルモネラエフェクターの1つです。ここでは、遺伝子アレイとバイオインフォマティクス分析を使用して、ヒト上皮細胞のSTEAに対する遺伝的反応を研究しました。HeLa細胞におけるSTEAの構成的合成は、細胞外マトリックスの組織に関連する遺伝子の誘導と、細胞増殖とセリン/スレオニンキナーゼシグナル伝達経路の調節につながることがわかりました。STEAはまた、免疫プロセスに関連する遺伝子の抑制と、プリンヌクレオチド合成と経路制限スマドタンパク質リン酸化の調節を引き起こします。さらに、細胞生物学的アプローチにより、STEAを発現する上皮細胞が細胞の形態の変化を示し、細胞毒性、細胞細胞の接着、および移動の低下が示されることが明らかになりました。

Salmonella enterica is a Gram-negative bacterium that causes gastroenteritis, bacteremia and typhoid fever in several animal species including humans. Its virulence is greatly dependent on two type III secretion systems, encoded in pathogenicity islands 1 and 2. These systems translocate proteins called effectors into eukaryotic host cell. Effectors interfere with host signal transduction pathways to allow the internalization of pathogens and their survival and proliferation inside vacuoles. SteA is one of the few Salmonella effectors that are substrates of both type III secretion systems. Here, we used gene arrays and bioinformatics analysis to study the genetic response of human epithelial cells to SteA. We found that constitutive synthesis of SteA in HeLa cells leads to induction of genes related to extracellular matrix organization and regulation of cell proliferation and serine/threonine kinase signaling pathways. SteA also causes repression of genes related to immune processes and regulation of purine nucleotide synthesis and pathway-restricted SMAD protein phosphorylation. In addition, a cell biology approach revealed that epithelial cells expressing steA show altered cell morphology, and decreased cytotoxicity, cell-cell adhesion and migration.