GrrA/GrrS系统调控沙雷氏菌表面蛋白OmpX介导宿主α5β1整合素表达促进细胞侵袭的机制研究

本研究针对沙雷氏菌（Serratia plymuthica）跨界感染人类细胞的机制展开探索。通过共聚焦显微镜和定量微生物学方法，首次发现IC1270菌株通过Quorum Sensing系统和GrrA/GrrS全局调控系统介导对M-HeLa细胞的侵袭，其中细菌表面蛋白OmpX通过激活宿主α5β1整合素表达促进内化，为理解细菌跨界致病性提供了新视角。

　　

根际细菌沙雷氏菌（Serratia plymuthica）被视为潜在的抗菌剂，但研究发现其兼具感染植物和人类的能力。尽管感染机制存在差异，细菌跨界致病性的案例正逐渐增多。本研究通过共聚焦显微镜和定量微生物学方法，首次证实_{S. plymuthica} IC1270能够侵入M-HeLa细胞，且其侵袭强度受群体感应（Quorum Sensing）系统和全局基因调控系统GrrA/GrrS的调控。值得注意的是，grrA基因的失活会降低侵袭能力，而grrS基因失活反而增强侵袭。进一步机制研究表明，细菌利用宿主细胞的α₅β₁整合素作为侵入媒介，感染过程会显著提升该整合素的表达水平。基因失活实验表明，侵袭强度与α₅和β₁整合素亚基的表达量呈正相关。这种表达上调由细菌表面蛋白OmpX（外膜蛋白X）与宿主接触所触发，而OmpX的表达受GrrA和GrrS系统调控。此外，grrS基因失活可能导致异构酶PpiA（肽酰脯氨酰顺反异构酶）积累，通过促进表面蛋白折叠间接增强侵袭。综上，_{S. plymuthica}通过GrrA/GrrS依赖的表面蛋白调控宿主α₅β₁整合素表达，从而实现对人类细胞的侵入。