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鼠伤寒沙门菌是一种革兰氏阴性、兼性细胞内寄生菌,能够引起人和多种动物广泛的疾病,是重要的食源性病原菌之一。在全球范围内,鼠伤寒沙门菌每年引起超过2000万人的感染,严重威胁人类健康。鼠伤寒沙门菌病临床上主要表现为食欲减退、呕吐和腹泻等,甚至导致败血症的发生。研究鼠伤寒沙门菌致病机制,对于该病的防治具有重要指导意义。作为重要的的食源性病原菌,鼠伤寒沙门菌主要经胃肠道感染。肠上皮屏障功能的完整性在防御病原感染过程中起重要作用,其中,肠上皮稳态是屏障功能完整性的组成部分,肠上皮细胞的增殖分化和细胞死亡的动态平衡维持着肠上皮稳态。已知SopB作为鼠伤寒沙门菌毒力岛SPI-1编码的一个重要的效应分子,在沙门菌侵袭过程中能够诱导AKT磷酸化,但SopB在肠黏膜感染中的具体作用和机制还不清楚。因此,本实验以鼠伤寒沙门菌株SL1344、sopB基因缺失菌株△sopB SL1344口服感染小鼠,研究SopB在沙门菌侵袭小鼠肠黏膜过程中的作用和机制。小鼠感染存活率分析结果表明,相对于SL1344感染组,△sopB感染组死亡率显著升高。通过盲肠H&E染色以研究组织病理变化情况,结果表明△sopB感染组黏膜下水肿和杯状细胞缺失更为严重,并且肠上皮完整性损伤加剧,其中杯状细胞数量减少尤其明显。进而通过盲肠组织PAS染色和Mucin-2免疫组化实验,研究盲肠组织杯状细胞数量及粘蛋白分泌情况,结果表明,△sopB感染组小鼠盲肠组织黏液和Mucin-2的分布均明显减少。综上,相对于亲本菌株,△sopB菌株的强致病性可能与其诱导更多的杯状细胞死亡相关。我们以杯状细胞LS174T细胞株作为体外研究模型,探讨SopB在沙门菌诱导其死亡中的作用。乳酸脱氢酶释放(LDH)分析结果显示,△sopB能显著促进LS174T细胞的死亡,并且其诱导死亡效应能被MLKL蛋白(Mixed Lineage Kinase Domain-Like Protein)特异性抑制剂necrosulfonamide(NSA)抑制,而Receptor Interacting Serine/threonine Kinase 1(RIPK1)抑制剂necrostatin-1(Nec-1)对其无明显抑制作用。盲肠组织免疫组化显示,相对于亲本SL1344菌株,△sopB菌株诱导MLKL磷酸化作用增强;并且MLKL免疫组化与PAS阳性细胞共定位,表明△sopB菌株明显促进肠道杯状细胞的坏死性凋亡。目前已知,MLKL是坏死性凋亡(necroptosis)信号的最终执行者,为了进一步证明△sopB是否促进杯状细胞的坏死性凋亡,我们以MLKL基因缺失(MLKL-/-)小鼠作为研究模型。感染小鼠盲肠眼观病理变化结果表明,相比于亲本SL1344菌株,△sopB菌株能够诱导更为严重的肠道病理损伤,具体表现为盲肠体积缩小、内容物减少。在炎症反应、组织荷菌方面,表现为相比于亲本SL1344菌株,△sopB菌株感染WT小鼠诱导明显增多的细胞因子和趋化因子的分泌、组织荷菌数增多,而感染的MLKL-/-小鼠的情况则相反。盲肠组织Mucin-2免疫组化结果显示,相比于亲本SL1344菌株,△sopB菌株能够引起WT小鼠Mucin-2表达减少,且△sopB菌株感染的MLKL-/-小鼠盲肠Mucin-2表达趋于正常水平。上述结果表明,△sopB能够通过MLKL信号通路诱导杯状细胞坏死性凋亡。最后,我们通过体外实验分析了sopB在沙门菌感染肠上皮细胞过程中的时间动态表达,发现随着感染时间延长sopB基因的表达水平逐渐降低,之前结果表明了sopB基因缺失能够诱导更为严重的肠道病理损伤,故sopB的动态表达和沙门菌的致病机制相关。综上所述,SopB在沙门菌感染过程中通过抑制杯状细胞发生坏死性凋亡,维持肠道粘液屏障,抑制细菌易位,进而增强机体对病原菌的抵抗能力。