sRNA對(duì)胞內(nèi)菌毒力、鐵水平的調(diào)控作用（二）
2、sRNA對(duì)胞內(nèi)菌毒力的調(diào)控作用
最近報(bào)道，細(xì)菌sRNA可通過(guò)調(diào)控細(xì)菌在宿主細(xì)胞中的毒力而使細(xì)菌適應(yīng)感染細(xì)胞內(nèi)的環(huán)境變化。如李斯特菌sRNA Rli27調(diào)控一種編碼與毒力有關(guān)的膜蛋白的基因cislmo0412，從而調(diào)控細(xì)菌毒力。sRNA Rli27還可通過(guò)靶向lmo0514基因的5′-UTR(234個(gè)核苷酸)而調(diào)控細(xì)菌細(xì)胞壁相關(guān)蛋白的表達(dá)水平，因?yàn)樵摶蚩删幋a一種功能未知的表面蛋白，并在細(xì)胞壁上富集。此外，與體外培養(yǎng)菌株相比，感染細(xì)胞中李斯特菌sRNA Rli27的表達(dá)量增高20～25倍。但在上皮細(xì)胞JEG-3中，與野生株相比，李斯特菌sRNA Rli27缺失突變株的Lmo0514蛋白表達(dá)量降低250%～300%。以上結(jié)果表明，李斯特菌sRNA Rli27能調(diào)控其在感染過(guò)程中的毒力。另有研究發(fā)現(xiàn)，在細(xì)菌包膜壓力變大時(shí)李斯特菌可誘導(dǎo)sRNA LhrC表達(dá)，而李斯特菌sRNA LhrC能抑制細(xì)菌lapB基因(編碼細(xì)菌進(jìn)入非吞噬細(xì)胞所需的黏附素)的翻譯，從而降低細(xì)菌在感染宿主中的毒力。
在鼠傷寒沙門(mén)菌感染成纖維細(xì)胞模型中，鼠傷寒沙門(mén)菌sRNA IesR-1持續(xù)表達(dá)，但在細(xì)菌生長(zhǎng)受到抑制處理時(shí)表達(dá)上調(diào)。鼠傷寒沙門(mén)菌sRNA IseR-1可與細(xì)菌感染細(xì)胞時(shí)所必需的在pSLT毒力質(zhì)粒上編碼毒力蛋白的PSLT047基因mRNA 3′-UTR不完全互補(bǔ)結(jié)合，從而調(diào)控細(xì)菌毒力；鼠傷寒沙門(mén)菌sRNA IesR-1缺失突變株在人類成纖維細(xì)胞中持續(xù)感染的能力下降，且在鼠傷寒模型中細(xì)菌毒力減弱。以上研究表明，鼠傷寒沙門(mén)菌sRNA可調(diào)控細(xì)菌的毒力。
通過(guò)RNA雜交預(yù)測(cè)布氏桿菌sRNA BSR0602的靶基因是gntR。在野生株與sRNA BSR0602突變株、野生株與sRNA BSR0602過(guò)表達(dá)株的競(jìng)爭(zhēng)性感染小鼠實(shí)驗(yàn)中，分別以相同劑量的兩種細(xì)菌混合注入小鼠腹腔感染24 h，將感染小鼠腎勻漿分別接種于卡那霉素抗性的TSA培養(yǎng)基(適用于sRNA BSR0602突變株培養(yǎng))、氨芐西林抗性的TSA培養(yǎng)基(適用于sRNA BSR0602表達(dá)株)和TSA培養(yǎng)基，細(xì)菌計(jì)數(shù)發(fā)現(xiàn)腎中sRNA BSR0602過(guò)表達(dá)株菌量/野生株菌量比值為0.3，腎中sRNA BSR0602突變株菌量/野生株菌量比值>1，表明sRNA BSR0602突變株的毒力大于野生株，而sRNA BSR0602過(guò)表達(dá)株的毒力小于野生株。同時(shí)，在野生株與sRNA BSR0602突變株、野生株與sRNA BSR0602過(guò)表達(dá)株的競(jìng)爭(zhēng)性感染細(xì)胞實(shí)驗(yàn)中，分別以相同劑量的兩種細(xì)菌混合后感染RAW264.7巨噬細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)sRNA BSR0602過(guò)表達(dá)株存活率明顯低于野生株。在布氏桿菌16M及其gntR突變株感染小鼠模型中，不同感染時(shí)間點(diǎn)sRNA BSR0602表達(dá)水平與gntR表達(dá)水平成反比，且小鼠腎中g(shù)ntR突變株數(shù)量明顯少于野生株，提示sRNA BSR0602可負(fù)調(diào)控靶基因gntR的表達(dá)，從而降低布氏桿菌在細(xì)胞中的存活率。這些均表明布氏桿菌sRNA BSR0602可負(fù)調(diào)控細(xì)菌在宿主內(nèi)的毒力及其存活率。
3、sRNA對(duì)胞內(nèi)菌鐵水平的調(diào)控作用
鐵是細(xì)菌生長(zhǎng)必需的重要元素，參與許多生物學(xué)過(guò)程，包括細(xì)菌生長(zhǎng)分化、電子轉(zhuǎn)移、氧運(yùn)輸?shù)取＜?xì)胞內(nèi)鐵的含量增加，會(huì)直接導(dǎo)致活性氧簇(reactive oxygen species，ROS)水平上升，從而對(duì)細(xì)菌造成損傷。當(dāng)細(xì)菌受到氧化脅迫時(shí)，可通過(guò)誘導(dǎo)鐵硫蛋白形成來(lái)進(jìn)行自身保護(hù)。
在大多數(shù)細(xì)菌中，鐵吸收調(diào)節(jié)蛋白(ferric uptake regulator，F(xiàn)ur)可調(diào)節(jié)細(xì)菌的鐵穩(wěn)態(tài)。在富鐵條件下，F(xiàn)ur通常抑制鐵載體的生成和鐵貯存蛋白基因的表達(dá)；在低鐵條件下，F(xiàn)ur失活，使攝取鐵的相關(guān)基因表達(dá)，進(jìn)而造成鐵載體生成增加。在腸道沙門(mén)菌fur突變株中，sRNA RfrA和RfrB可增加細(xì)菌對(duì)氧化應(yīng)激的敏感性，這可能是由于sRNA RfrA和RfrB抑制細(xì)菌中參與氧化應(yīng)激的含鐵蛋白生成，從而增加細(xì)菌內(nèi)游離鐵的水平。此外，腸道沙門(mén)菌sRNA RfrA和RfrB突變株鐵載體產(chǎn)量高于野生株，表明sRNA RfrA和RfrB也可通過(guò)抑制細(xì)菌中鐵載體的生成來(lái)調(diào)控細(xì)菌內(nèi)鐵的水平。
鼠傷寒沙門(mén)菌感染巨噬細(xì)胞時(shí)，鼠傷寒沙門(mén)菌sRNA RyhB-1和RyhB-2被誘導(dǎo)表達(dá)。在高鐵和H2O2條件下，體外培養(yǎng)鼠傷寒沙門(mén)菌sRNA RyhB-1和RyhB-2突變株與野生株發(fā)現(xiàn)，sRNA RyhB-1和RyhB-2突變株中可調(diào)控鐵穩(wěn)態(tài)且能與Fe2+結(jié)合的羰基蛋白含量高于野生株，提示sRNA RyhB-1和RyhB-2下調(diào)含鐵蛋白(使細(xì)菌在缺鐵條件下存活)水平。以上均表明鼠傷寒沙門(mén)菌sRNA可能參與調(diào)控細(xì)菌內(nèi)的鐵水平。
布氏桿菌sRNA BsrH位于布氏桿菌基因hemH與編碼脂蛋白Omp10的基因之間。在細(xì)菌感染非吞噬細(xì)胞HeLa和吞噬細(xì)胞J774A.1時(shí)，sRNA BsrH過(guò)表達(dá)株與野生株胞內(nèi)細(xì)菌量相似；在小鼠感染模型中，小鼠腎中sRNA BsrH過(guò)表達(dá)株與野生株胞內(nèi)細(xì)菌量也相似。此外，在低鐵條件下體外培養(yǎng)4 h，檢測(cè)布氏桿菌sRNA BsrH的表達(dá)量，發(fā)現(xiàn)缺鐵時(shí)BsrH表達(dá)水平下降；同樣在低鐵條件下，sRNA BsrH過(guò)表達(dá)株比野生株存活率低，表明布氏桿菌sRNA BsrH不能調(diào)控細(xì)菌的毒力，但與細(xì)菌內(nèi)鐵的代謝平衡有關(guān)。
4、結(jié)語(yǔ)
本文就胞內(nèi)菌sRNA對(duì)宿主細(xì)胞內(nèi)細(xì)菌自身生長(zhǎng)、毒力和鐵水平的調(diào)控作用進(jìn)行綜述，介紹了細(xì)菌sRNA在許多生物過(guò)程(如環(huán)境傳感，壓力適應(yīng)，細(xì)菌毒性、傳染性及新陳代謝)中的重要作用。考慮到病原菌中sRNA可能模仿真核微小RNA(microRNA，miRNA)破壞宿主細(xì)胞的功能，且最近有報(bào)道大腸埃希菌sRNA OxyS和DsrA可通過(guò)調(diào)節(jié)秀麗隱桿線蟲(chóng)的基因表達(dá)從而調(diào)控其生理作用，推測(cè)sRNA可能在感染過(guò)程中發(fā)揮調(diào)控宿主細(xì)胞功能的作用。隨著對(duì)細(xì)菌sRNA的深入分析和逐步認(rèn)證，其新的調(diào)節(jié)機(jī)制及生物學(xué)功能可能得到進(jìn)一步闡明。
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