Caspase-11可抵抗逃脫液泡之細菌

論文：Youssef Aachoui, et al. 2013. Caspase-11 Protects Against Bacteria That Escape the Vacuole. Science. 339:975-8.

報告者：呂淑婷              時間：15:10~16:00, Apr. 3, 2013

講評老師：張志鵬 老師             地點：Room 601

摘要：

典型炎症小體（inflammasome），像是NLRP3、AIM2及 NLRC4，可偵測細胞內的PAMPs（Pathogen-associated molecular patterns），促使proinflammatory cytokines釋放。此外，活化炎症小體也會導致一種發炎計畫性細胞死亡發生，這種死亡方式稱為pyroptosis。雖然caspase-1下游活化炎症小體之機制已被廣泛探討，但近年來有科學家指出，目前用來探討炎症小體活化的caspase-1基因剔除小鼠，其caspase-11也有缺陷；因此便有許多人開始定義caspase-11扮演的角色，並且發現caspase-11所誘發的非典型炎症小體同樣能促使pyroptosis發生。格蘭氏陰性菌Burkholderia thailandensis可利用type III secretion system（T3SS）從液胞（vacuole）逃脫，入侵至細胞質，進而活化NLRP3和NLRC4炎症小體，並產生Interleukin-1b（IL-1b)。然而，小鼠生存率以及細胞毒性只在Burkholderia感染後的Casp1^-/-Casp11^-/-小鼠有下降；令人訝異的是，在Nlrc4^-/-ASC^-/-及IL1b^-/-/18^-/-小鼠當中，小鼠生存率以及細胞毒性在Burkholderia感染後皆沒有下降。此結果顯示：除了典型炎症小體之外，尚有其他機制促使該菌感染後發生pyroptosis。作者發現須有T3SS幫助B. thailandensis進入細胞質，才能引起pyroptosis。因此他們利用Salmonella typhimurium和Legionella pneumophila，分別於sifA及sdhA進行特定突變，進一步研究逃脫液胞之細菌對於炎症小體活化pyropsosis的影響。結果顯示：不同胞內細菌皆可活化pyroptosis，且不需NLRC4、NLRP3及ASC。與前文提及之B.pseudomallei結果一致。將Casp1或Casp11補回Casp1^-/-Casp11^-/-巨噬細胞後，作者發現唯有caspase-11可以促使pyroptosis發生，且不分泌IL-1β。透過will-type及∆sifA S. typhimurium共同感染，作者指出caspase-1和caspase-11兩者都可能參與in vivo細菌清除的機制。本篇研究首度提出caspase-11不需要caspase-1即可保護動物免於液胞逃脫之細菌的致命感染，然而，關於胞內細菌如何活化caspase-11，以及caspase-11如何誘發pyroptosis，目前仍是作者無法回答的。

Cell Host Microbe. 2013

參考資料：

1.      E. A. Miao., et al. 2011. Caspase-1-induced pyroptotic cell death. Immunol. Rev. 243, 206.

2.      Marija Cemma and John H. Brumell. 2013. Bacterial Escape Artists Set Afire. Science 339, 912.