Salmonella Inhibits Retrograde Trafficking of Mannose-6-Phosphate Receptors and Lysosome Function

Kieran McGourty et al.  Science Vol 338 16 November 2012

Speaker: Cheng-Lun Hsu (徐政倫)                               Time: 14:00~15:00, May. 22, 2013

Commentator: Dr. Pei-Jane Tsai (蔡佩珍 博士)          Place: Room 601

中文摘要:

Salmonella會利用type3 secretion system (T3SS)分泌一些effector protein，其中一些effector protein參與Salmonella containing vacuole (SCV)的合成，幫助細菌本身在細胞內存活增生，由於在SCV合成的過程中，SifA (T3SS effector protein一員)會吸引帶有lysosomalglycoprotein的vesicles過來以形成SCVs，所以SCV上帶有一些lysosomal glycoprotein, acid phosphatase以及endocytic marker，但是在之前的研究發現，與lysosome不同的是，這些SCVs上都缺乏mannose-6-phosphate receptor (MPR)以及lysosomal enzyme，而MPR主要負責運送由trans-golgi body (TGN)新合成的acid hydrolase至lysosome，同時也會被Rab9調控的recycling pathway運送回TGN，於是作者在分別以wild type Salmonella和ssaV mutant Salmonella感染HeLa細胞實驗中，螢光定量TGN-associated MPR比率，證明T3SS的確會阻止MPR運送回TGN，進一步利用不同mutants及回補實驗，找出T3SS中的SifA是主要參與抑制MPR recycling pathway的effector protein，並且是需要SifA上的leucine130 residue，作者同時也發現在Salmonella感染時，雖然不影響lysosomal enzyme分泌合成，但是lysosomal enzyme會無法運送至lysosome作用，也無法經由酸化修飾成具活性的lysosomal enzyme，使得測出來的cathepsin B (CatB)和 β-hexoraminidase (β-hexo) activity偏低，證實Salmonella會干擾MPR recycling pathway和抑制lysosome功能，之後參考先前的研究，SifA L130是與host protein, SKIP PH domain相互作用的重要位點，作者發現SifA 和SKIP相互作用才能干擾MPR recycling pathway，單純地knockdown SKIP也會干擾MPR recycling pathway和抑制lysosome功能，看起來SKIP會負向調控MPR recycling pathway及lysosome功能，由於在之前的研究就有指出，Rab9會參與MPR運送回TGN的過程，作者提到SKIP會使Rab9從MPR vesicle分離出來，而且SifA會去增強這樣的負向機制，實驗也證明SifA需要SKIP去干擾Rab9-dependent MPR recycling過程，使得MPRs無法運送回TGN，大量新合成的lysosomal enzyme不能運送至lysosome，細菌在細胞內就能生長的更好。本篇除了解釋長久以來SCV的矛盾特色以外，也提供了另一種胞內菌如何在細胞內躲避宿主攻擊的機制。

References:

1.          Growth and killing of a Salmonella enterica serovar Typhimurium sifA mutant strain in the cytosol of different host cell lines. Carmen R. Beuzon, et al. Microbiology (2002), 148, 2705–2715.

2.          A syntaxin 10 – SNARE complex distinguishes two distinct transport routes from endosomes to the trans-Golgi in human cells. Ian G. Ganley , et al. The Journal of Cell Biology, Vol. 180, No. 1, January 14, 2008 159–172.