志賀氏桿菌毒力在活體內受感受性氧氣調控

論文：Benoit Marteyn et al. Modulation of Shigella virulence in response to

available oxygen in vivo. Nature May 2010 Vol. 465

報告者：謝宗翰              時間：15:00~16:00, Nov. 17, 2010

講評老師：吳俊忠教授               地點：Room 601

摘要：

志賀氏桿菌為一腸道感染菌，可經由入侵至腸道上皮細胞來進行感染。而要進行入侵之前必須有效應子和第三型分泌系統的配合，效應子主要是用來使宿主細胞能夠產生將志賀氏桿菌吞入的行為，例如內吞作用。而要將效應子注入細胞需要第三型分泌系統的協助，第三型分泌系統形狀如同注射器，其構造為一中空管狀物，可穿刺過宿主細胞的細胞膜，接著將效應子注入宿主細胞達成它的目標。在先前研究發現，志賀氏桿菌的感染受到酸鹼及氧氣還有其他因子的調控，而作者在這裡篩選到一隻失去入侵能力的菌株，並在做了實驗之後發現與FNR有關，而此因子受氧氣調控，氧會使得FNR dimer分開，進而失去功能。而作者將細菌分別培養在無氧跟有養的環境中發現，在無氧環境下野生株能感受環境並且使第三型分泌系統的針頭伸長，而FNR突變株則是無法感受。而在有氧環境中培養之菌株效應子會累積，無氧則否，這意味著在感染之中可能有些許的機制調控分泌，於是作者回頭檢驗了無養培養細胞是否真的無氧，而檢驗之後發現的確在細胞表面含有一層相當薄的氧氣。而作者在搜尋文獻之後也發現有文獻指出曾在小腸絨毛尖端發現有層氧氣，作者在此處下了推論，志賀氏桿菌在無氧狀況下先延長針頭，等感受到外界環境氧的時候，他才會大量分泌效應子以便快速入侵。而他也在做了兔子小腸感染實驗後發現的確如此，也證明了他的推論。

參考資料：

1.      Magdalena, J. et al. Spa32 regulates a switch in substrate specificity of the type III secreton of Shigella flexneri from needle components to Ipa proteins. J. Bacteriol. 184, 3433–3441 (2002).

2.      Tamano, K., Katayama, E., Toyotome, T. & Sasakawa, C. Shigella Spa32 is an essential secretory protein for functional type III secretion machinery and uniformity of its needle length. J. Bacteriol. 184, 1244–1252 (2002).

3.      Bahrani, F. K., Sansonetti, P. J. & Parsot, C. Secretion of Ipa proteins by Shigella flexneri: inducer molecules and kinetics of activation. Infect. Immun. 65, 4005–4010 (1997).