伤寒沙门菌调节蛋白YgaE促进其在巨噬细胞内生存的分子机制研究

Salmonella enterica serovar Typhi (S.Typi) is an important human pathogen which can survive and replicate in macrophages. S.typhi is able to escape from early immune response and estiblish intracelluar survival in human macrophages, which results in a systematic infection. Our previous studies showed that YgaE, a regulatory protein, played a critical role in overcoming early host immune response against S. Typhi. However, the mechanism of YgaE involving in intracellular suvival of S. Typhi remians unclear. In this project, DNA microarray and ChIP-Seq will be employed to identify the genes regulated by YgaE after S. Typhi phagocytosed by macrophages. From these genes regulated by YgaE, the genes associated with virulence of S. Typhi and intracellular metabolism will be selected and further confirmed by real-time RT-PCR, Gel-shift assay , Dnase I footprint assay . The results will interpret the molecular mechanisms of YgaE promoting S. typhi survival in macrophages，which provides insight into the regulation of gene expression in S. Typhi and the interaction between S. Typhi and the macrophages.

伤寒沙门菌是一种重要的胞内寄生菌，其能克服巨噬细胞的早期免疫应答并在胞内存活并繁殖是导致人体系统感染的关键环节。课题组前期研究结果表明调节蛋白YgaE在伤寒沙门菌抵抗宿主早期免疫应答时发挥着重要作用，可提高伤寒沙门菌在宿主细胞内的生存能力，但其作用机制尚不明确。本研究拟利用DNA芯片分析技术从转录水平鉴定伤寒沙门菌在巨噬细胞内生存时受YgaE调控的靶基因；结合ChIP-Seq分析、定量RT-PCR、凝胶阻滞及DNA酶I足迹实验，确定YgaE调控的靶基因以及内在的调控机制。研究结果将从分子水平系统阐述YgaE如何调控相关基因促进伤寒沙门菌在巨噬细胞内的生存，对深入认识伤寒沙门菌的基因表达调控网络及其与宿主巨噬细胞相互作用机制具有重要的意义。

YgaE 作为调节蛋白，在伤寒沙门菌克服高渗应激及巨噬细胞免疫清除时发挥着重要的作用，为了探索其分子机制，本研究利用DNA芯片分析技术从转录水平鉴定伤寒沙门菌在高渗应激条件下受YgaE调控的靶基因，运用定量RT-PCR探查上述靶基因在巨噬细胞内生存时是否受YgaE调控，利用二维蛋白电泳筛选ygaE缺陷变异株与野生株菌体蛋白和分泌蛋白的表达差异，并通过质谱鉴定了在蛋白水平受YgaE调控的基因, 深入系统地研究了其功能。研究工作发现，YgaE正调控伤寒沙门菌SufC表达，SufC可进一步促进伤寒沙门菌在巨噬细胞内生存，并能诱导巨噬细胞表达感染相关细胞因子IL-6和INF-α。研究还发现， YgaE可能参与了对hlyE基因的表达调控，高渗应激条件下，野生株和ygaE缺陷株的hlyE基因表达水平均较无高渗应激明显提高，并且伤寒沙门菌野生株能在血琼脂平板上产生比ygaE缺陷株直径更大的溶血环, 对巨噬细胞的侵袭能力也更强。综上，本项目首次揭示了YgaE在伤寒沙门菌克服高渗应激及巨噬细胞免疫清除时的作用机制，阐释了YgaE正调控SufC从而进一步促进伤寒沙门菌在巨噬细胞内生存的作用机制，为进一步全面深入地研究YgaE的调控机制奠定了坚实的基础。