钙粘蛋白CDH5介导沙门氏菌入侵宿主细胞的分子机制研究

Salmonellosis, one of the most important zoonoses that threat public health, is caused by Salmonella. Salmonella is a kind of foodborne pathogenic bacteria that poses great threat to human health and food safety. However, the exact mechanism how Salmonella invades into host cells remains unclear. Our previous work has showed that Salmonella infection were significantly increased upon overexpression of vascular endothelial cadherin (CDH5) in HeLa cells, while knockdown of CDH5 in HeLa cells significantly reduced its infection. Moreover, Salmonella infection of HeLa cells were significantly inhibited by CDH5-specific antibodies. These results strongly suggest that CDH5 plays a key role in Salmonella invasion. The aim of this study is to investigate the interaction between Salmonella and CDH5 using molecular biology technology. We will explore the target protein(s) of Salmonella which bind with CDH5. Furthermore, we will investigate the precise step when CDH5 affects Salmonella invasion. This study is expected to elucidate the molecular mechanism of CDH5 mediated Salmonella invasion into host cells. This project will not only enriches the understanding of the molecular mechanism of host-Salmonella interaction，but also provides a theoretical basis or potential drug target for the treatment and control of Salmonella infection.

沙门氏菌病是具有重要公共卫生意义的人畜共患病之一，其病原沙门氏菌是一种重要的食源性致病菌，给人类健康和食品卫生安全造成极大的威胁，但沙门氏菌入侵宿主细胞的确切机制尚不清楚。本项目前期研究发现，沙门氏菌感染过表达CDH5的HeLa细胞，其感染率显著升高；沙门氏菌感染敲低CDH5的HeLa细胞，其感染率显著下降；CDH5特异性抗体封闭HeLa细胞可显著抑制沙门氏菌的感染，表明宿主因子CDH5在沙门氏菌入侵过程中起着非常重要的作用。本项目拟应用分子生物学等方法，对沙门氏菌和CDH5相互作用机制进行深入研究，旨在确定与CDH5互作的沙门氏菌菌体靶蛋白，明确CDH5影响沙门氏菌入侵宿主细胞的具体阶段，解析CDH5介导沙门氏菌入侵宿主细胞的分子机制。这不仅丰富对宿主-沙门氏菌相互作用分子机制的认识，也为沙门氏菌感染的治疗和控制提供理论基础或潜在的药物靶点。

沙门氏菌病是一种具有重要公共卫生意义的人兽共患病，其病原沙门氏菌是一种重要的食源性致病菌，给人类的健康和食品卫生安全造成极大的威胁。病原菌与宿主细胞之间的相互作用是细菌感染入侵机制中的关键步骤。在感染过程中，沙门氏菌必然通过与宿主因子相互作用，利用或劫持宿主细胞的信号通路，成功入侵宿主细胞并抑制宿主的多种杀菌机制，实现其在细胞内存活，从而完成整个感染过程。.细菌入侵宿主细胞是其建立感染的第一步，也是最重要的步骤。目前已知一些宿主分子参与了沙门氏菌的感染过程，为了挖掘新的影响沙门氏菌入侵的宿主因子，以便更深入的了解沙门氏菌的致病机制。本实验利用宿主因子过表达和沙门氏菌感染相结合的实验方法，筛选到能促进沙门氏菌入侵宿主细胞的整合素β2分子（β2 integrin，ITGB2）。研究发现，HeLa细胞过表达β2 integrin后，沙门氏菌感染率显著升高，而沉默β2 integrin的表达可显著抑制沙门氏菌的感染，这表明β2 integrin是影响沙门氏菌感染宿主细胞的关键宿主因子。细菌pulldown实验表明，β2 integrin与沙门氏菌存在特异性的相互作用，激光共聚焦实验证明β2 integrin和沙门氏菌在细胞表面存在明显的共定位。通过流式细胞术和免疫荧光分析发现，β2 integrin与沙门氏菌能够共同内吞进入细胞。此外，β2 integrin特异性抗体可以显著抑制沙门氏菌感染细胞，且β2 integrin胞外区蛋白可以有效抑制沙门氏菌的感染，进一步表明β2 integrin在沙门氏菌入侵感染中发挥重要作用。最后，我们通过β2 integrin胞外区各结构域截短表达和功能验证，证实β2 integrin发挥促进沙门氏菌入侵宿主细胞的作用依赖于其 I-like domain。.本研究揭示了β2 integrin促进沙门氏菌入侵宿主细胞的分子机制，这不仅有助于研究和理解沙门氏菌的致病机制，也为预防和治疗沙门氏菌感染提供重要的科学依据。