沙门氏菌血清型特异性定向迁移的人类肠道上皮细胞感知与化学感受机制

《Nature Communications》：Generalist and human-restricted Salmonella evolved divergent human intestinal epithelial cell tropism

　　

摘要

广谱性和人类特异性的鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella enterica）血清型可引起从胃肠炎到伤寒等多种疾病。通过使用具有可控极性的人肠道上皮细胞（IEC）类器官进行活体成像，我们发现上皮细胞的感知作用是感染过程中的一个早期阶段。广谱血清型Typhimurium会向IEC细胞的顶端表面移动，但远离基底侧表面；而人类特异性的血清型Typhi则表现出相反的行为。这种定向迁移特性是由Aer和Tcp化学感受器之间的信号传递协调控制的。Tcp能够感知从IEC细胞顶端表面释放的柠檬酸，而Aer则对这些信号进行不同方式的处理。Aer中一个保守的、与血清型相关的残基决定了 Tcp依赖性的柠檬酸感知是促进细胞吸引还是排斥。这一感染前期阶段引导鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella）前往适宜其入侵的IEC细胞表面，并导致不同的感染结果。我们的发现揭示了鼠伤寒沙门氏菌（S. Typhimurium）和伤寒沙门氏菌（S. Typhi）在识别IEC细胞表面时的血清型特异性策略，并阐明了这两种菌株与人类肠道上皮细胞相互作用方式的差异机制。