蛋白质组分析表明，在沙门氏菌感染后，线粒体代谢途径与宿主-微生物传感器ELMO1之间存在关联

《Gut Microbes》：Proteome profiling indicates a link between mitochondrial pathways and the host-microbial sensor ELMO1 following Salmonella infection

通过TMT多组学分析，发现ELMO1在巨噬细胞中调控线粒体功能、代谢转换及炎症反应， depletion导致氧化磷酸化下降、糖酵解增强，并激活DRP1介导的线粒体分裂，抑制TNF-α等炎症因子。ELMO1-SifA互作影响宿主免疫代谢，揭示其通过线粒体调控免疫应答的新机制。

　　ELMO1 是一种重要的细胞质微生物传感器，它通过与细菌效应蛋白相互作用，包括从沙门氏菌中获得的病原性效应蛋白，来调控宿主的先天免疫信号通路。为了深入了解 ELMO1 调控的宿主通路，研究人员使用液相色谱多路复用质谱分析技术（TMT）进行全球蛋白质定量研究，探讨 ELMO1 在巨噬细胞中调控的蛋白质在沙门氏菌感染下的变化。通过比较正常和 ELMO1 缺失的小鼠 J774 巨噬细胞在感染后的蛋白质组分析，研究人员量化了超过 7000 种蛋白质，并发现其中显著富集于与线粒体相关的蛋白。基因本体（GO）富集分析显示，在感染过程中，有 19 种上调和 11 种下调的蛋白质仅存在于 ELMO1 缺失的细胞中，这些蛋白质主要与线粒体功能、代谢、囊泡运输以及免疫系统相关。通过 Seahorse 分析，研究发现沙门氏菌感染改变了线粒体代谢模式，从氧化磷酸化转向糖酵解，这种转变在 ELMO1 缺失的情况下更加显著。此外，ELMO1 缺失的细胞在感染后 ATP 生成率降低，表明 ELMO1 在对抗沙门氏菌对免疫代谢影响方面具有重要作用。在 ELMO1 缺失的细胞和 ELMO1 基因敲除（KO）小鼠的肠道中，线粒体分裂蛋白 DRP1 显著上调。通过药理学抑制 DRP1，研究人员发现 ELMO1-DRP1 通路在调控促炎细胞因子 TNF-α 的产生中发挥了关键作用。此外，通过分析 ELMO1 缺失巨噬细胞感染 SifA 突变株沙门氏菌后的蛋白质组，研究进一步揭示了 ELMO1-SifA 在线粒体功能、代谢和宿主免疫/防御反应中的作用。这些发现表明，ELMO1 在调控线粒体功能方面具有新的角色，这可能在调节炎症反应中发挥关键作用。

为了深入了解 ELMO1 在感染过程中的作用，研究采用了 TMT 指导的 LC-MS3 蛋白质组学方法，以确保在多个样本中获得高精度的定量数据。通过这种方法，研究人员能够比较不同条件下的蛋白质表达情况，并分析其在宿主细胞中的功能。实验结果显示，ELMO1 缺失的巨噬细胞在感染沙门氏菌后，其线粒体功能和代谢途径发生了显著变化。这些变化不仅体现在线粒体分裂蛋白 DRP1 的上调，还表现在 ATP 生成率的下降。这些结果提示，ELMO1 在维持宿主细胞内的线粒体功能和代谢平衡中起着至关重要的作用。

通过使用基因本体（GO）富集分析，研究人员进一步探讨了这些变化背后的生物学意义。分析显示，ELMO1 缺失的细胞在感染后，其上调的蛋白质主要与脂质代谢、囊泡运输、细胞骨架的组织和组装有关。而下调的蛋白质则涉及转录、细胞凋亡和氢离子运输等过程。这些发现与之前的研究结果一致，即 ELMO1 在细菌吞噬和肠道炎症生成中发挥重要作用。此外，通过蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络分析，研究人员发现许多与线粒体活动相关的通路，如氧化磷酸化、代谢通路、能量代谢和细胞因子信号通路，这些通路可能受到 ELMO1 的调控。

进一步的实验验证表明，ELMO1 的缺失会导致线粒体呼吸功能的显著下降。通过 Seahorse XFp 实时 ATP 生成率测定，研究人员发现感染后线粒体 ATP 生成率和基线呼吸率均下降，尤其是在 ELMO1 缺失的细胞中更为明显。这些结果提示，ELMO1 在维持线粒体功能和宿主细胞能量代谢方面具有重要作用。此外，通过 LDH 检测实验，研究人员发现 ELMO1 缺失的细胞在感染后并未表现出显著的细胞死亡，这表明 ELMO1 的缺失可能不会直接导致细胞凋亡，而是通过影响线粒体功能间接影响细胞状态。

在 ELMO1 缺失的细胞中，DRP1 的表达水平显著升高，而 BOLA1 的表达则降低。这些蛋白质的变化不仅反映了线粒体功能的调控，还可能影响宿主的免疫反应。DRP1 的上调可能与线粒体分裂的增加有关，而 BOLA1 的下调则可能影响线粒体的形态和功能。为了验证这些蛋白质在感染中的具体作用，研究人员使用了 DRP1 抑制剂 Mdivi1，并在感染后测量了 TNF-α 的水平。结果显示，ELMO1 缺失的细胞在 Mdivi1 处理后，其 TNF-α 水平的下降幅度不如正常细胞，这表明 ELMO1 在调控 DRP1 介导的促炎反应中具有重要作用。

研究还发现，ELMO1 与沙门氏菌效应蛋白 SifA 的相互作用在调控线粒体功能和宿主免疫反应中起关键作用。通过分析 ELMO1 缺失的细胞感染 SifA 突变株后的蛋白质组变化，研究人员发现了多个与线粒体分裂、细胞凋亡、脂质代谢和囊泡运输相关的蛋白质。这些发现不仅揭示了 ELMO1 与 SifA 之间的相互作用机制，还进一步说明了 ELMO1 在宿主防御和免疫调节中的多重作用。

综上所述，ELMO1 在宿主细胞中扮演着重要的角色，特别是在调控线粒体功能和代谢方面。通过调控线粒体分裂和代谢通路，ELMO1 可能影响宿主细胞的免疫反应，从而对抗沙门氏菌感染。此外，研究还发现 ELMO1 与 SifA 的相互作用在调控线粒体功能和宿主免疫反应中具有重要作用。这些发现不仅加深了我们对 ELMO1 功能的理解，还为开发新的抗感染策略提供了潜在的靶点。通过进一步研究 ELMO1 在不同病原体感染中的作用，可以更好地理解宿主-病原体相互作用的复杂性，并为相关疾病的治疗提供新的思路。