致病性的核心肠道沙门菌是编码在其染色体离散区域的III型分泌系统(TTSS)的功能沙门氏菌致病岛1(SPI-1);Galaín,2001年). 该系统向宿主细胞注射一组效应蛋白,这些效应蛋白具有精确调节细胞功能的能力。在肠上皮细胞中,沙门氏菌诱导大量肌动蛋白细胞骨架重排和核反应,最终导致细菌摄取和产生促炎细胞因子。这些反应是由细菌编码的交换因子SopE和SopE2以及磷酸肌醇磷酸酶SopB激活Rho家族GTPases Cdc42和Rac的结果,后者通过SPI-1 TTSS传递到宿主细胞(Galaín,2001年).
相反在巨噬细胞中,沙门氏菌诱导程序性细胞死亡,这一过程也依赖于SPI-1 TTSS的功能(Chen等人,1996年;Monack等人,1996年). 通过何种机制沙门氏菌对巨噬细胞的杀伤作用知之甚少。正在经历的巨噬细胞沙门氏菌-诱导的细胞死亡表现出不同的形态学特征,表明坏死和凋亡细胞死亡(Chen等人,1996年;Monack等人,1996年;布伦南和库克森,2000年;博伊西和柯林斯,2001年). 很明显,在沙门氏菌-诱导巨噬细胞杀伤。一种死亡发生在感染后1小时内,表现出“坏死样”特征,如细胞器退化和染色质缺乏凝集。另一种类型的死亡发生在感染后约5小时,表现出更典型的凋亡特征,如染色质凝集和DNA断裂。实验表明,被称为“程序性坏死”的快速死亡依赖于caspase-1,因为沙门氏菌-caspase-1缺陷巨噬细胞诱导的细胞死亡显著延迟(Hersh等人,1999年;布伦南和库克森,2000年;Jesenberger等人,2000年). 对于导致沙门氏菌-诱导caspase-1非依赖性巨噬细胞死亡。两种形式的巨噬细胞死亡都是由沙门氏菌严格依赖于SPI-1 TTSS。先前的研究表明,caspase-1依赖性巨噬细胞死亡是由SipB沙门氏菌SPI-1 TTSS传递到宿主细胞的蛋白质(Hersh等人,1999年). SipB明显结合并激活caspase-1,从而刺激具有坏死特征的非常规形式的程序性细胞死亡。
关于沙门氏菌可能负责刺激caspase-1非依赖性程序性细胞死亡的SPI-1 TTSS效应蛋白。剖析不同的机制沙门氏菌触发细胞程序性死亡对于理解其生物学意义和对发病机制的贡献至关重要。在这些分析中,我们关注的是沙门氏菌-诱导巨噬细胞死亡。我们发现该途径是SPI-1 TTSS效应蛋白转座酶SipB活性的结果。在感染期间,SipB定位于线粒体,在培养细胞中瞬时表达时,形成类似于自噬小泡的多层结构,并含有ER和线粒体标记。此外,巨噬细胞感染沙门氏菌积累了大量的自噬体。我们建议沙门氏菌通过破坏线粒体诱导巨噬细胞自噬介导的程序性细胞死亡。