sRNA對胞內(nèi)菌毒力、鐵水平的調(diào)控作用（二）
2、sRNA對胞內(nèi)菌毒力的調(diào)控作用
最近報道，細菌sRNA可通過調(diào)控細菌在宿主細胞中的毒力而使細菌適應感染細胞內(nèi)的環(huán)境變化。如李斯特菌sRNA Rli27調(diào)控一種編碼與毒力有關的膜蛋白的基因cislmo0412，從而調(diào)控細菌毒力。sRNA Rli27還可通過靶向lmo0514基因的5′-UTR(234個核苷酸)而調(diào)控細菌細胞壁相關蛋白的表達水平，因為該基因可編碼一種功能未知的表面蛋白，并在細胞壁上富集。此外，與體外培養(yǎng)菌株相比，感染細胞中李斯特菌sRNA Rli27的表達量增高20～25倍。但在上皮細胞JEG-3中，與野生株相比，李斯特菌sRNA Rli27缺失突變株的Lmo0514蛋白表達量降低250%～300%。以上結(jié)果表明，李斯特菌sRNA Rli27能調(diào)控其在感染過程中的毒力。另有研究發(fā)現(xiàn)，在細菌包膜壓力變大時李斯特菌可誘導sRNA LhrC表達，而李斯特菌sRNA LhrC能抑制細菌lapB基因(編碼細菌進入非吞噬細胞所需的黏附素)的翻譯，從而降低細菌在感染宿主中的毒力。
在鼠傷寒沙門菌感染成纖維細胞模型中，鼠傷寒沙門菌sRNA IesR-1持續(xù)表達，但在細菌生長受到抑制處理時表達上調(diào)。鼠傷寒沙門菌sRNA IseR-1可與細菌感染細胞時所必需的在pSLT毒力質(zhì)粒上編碼毒力蛋白的PSLT047基因mRNA 3′-UTR不完全互補結(jié)合，從而調(diào)控細菌毒力；鼠傷寒沙門菌sRNA IesR-1缺失突變株在人類成纖維細胞中持續(xù)感染的能力下降，且在鼠傷寒模型中細菌毒力減弱。以上研究表明，鼠傷寒沙門菌sRNA可調(diào)控細菌的毒力。
通過RNA雜交預測布氏桿菌sRNA BSR0602的靶基因是gntR。在野生株與sRNA BSR0602突變株、野生株與sRNA BSR0602過表達株的競爭性感染小鼠實驗中，分別以相同劑量的兩種細菌混合注入小鼠腹腔感染24 h，將感染小鼠腎勻漿分別接種于卡那霉素抗性的TSA培養(yǎng)基(適用于sRNA BSR0602突變株培養(yǎng))、氨芐西林抗性的TSA培養(yǎng)基(適用于sRNA BSR0602表達株)和TSA培養(yǎng)基，細菌計數(shù)發(fā)現(xiàn)腎中sRNA BSR0602過表達株菌量/野生株菌量比值為0.3，腎中sRNA BSR0602突變株菌量/野生株菌量比值>1，表明sRNA BSR0602突變株的毒力大于野生株，而sRNA BSR0602過表達株的毒力小于野生株。同時，在野生株與sRNA BSR0602突變株、野生株與sRNA BSR0602過表達株的競爭性感染細胞實驗中，分別以相同劑量的兩種細菌混合后感染RAW264.7巨噬細胞，發(fā)現(xiàn)sRNA BSR0602過表達株存活率明顯低于野生株。在布氏桿菌16M及其gntR突變株感染小鼠模型中，不同感染時間點sRNA BSR0602表達水平與gntR表達水平成反比，且小鼠腎中gntR突變株數(shù)量明顯少于野生株，提示sRNA BSR0602可負調(diào)控靶基因gntR的表達，從而降低布氏桿菌在細胞中的存活率。這些均表明布氏桿菌sRNA BSR0602可負調(diào)控細菌在宿主內(nèi)的毒力及其存活率。
3、sRNA對胞內(nèi)菌鐵水平的調(diào)控作用
鐵是細菌生長必需的重要元素，參與許多生物學過程，包括細菌生長分化、電子轉(zhuǎn)移、氧運輸?shù)取＜毎麅?nèi)鐵的含量增加，會直接導致活性氧簇(reactive oxygen species，ROS)水平上升，從而對細菌造成損傷。當細菌受到氧化脅迫時，可通過誘導鐵硫蛋白形成來進行自身保護。
在大多數(shù)細菌中，鐵吸收調(diào)節(jié)蛋白(ferric uptake regulator，F(xiàn)ur)可調(diào)節(jié)細菌的鐵穩(wěn)態(tài)。在富鐵條件下，F(xiàn)ur通常抑制鐵載體的生成和鐵貯存蛋白基因的表達；在低鐵條件下，F(xiàn)ur失活，使攝取鐵的相關基因表達，進而造成鐵載體生成增加。在腸道沙門菌fur突變株中，sRNA RfrA和RfrB可增加細菌對氧化應激的敏感性，這可能是由于sRNA RfrA和RfrB抑制細菌中參與氧化應激的含鐵蛋白生成，從而增加細菌內(nèi)游離鐵的水平。此外，腸道沙門菌sRNA RfrA和RfrB突變株鐵載體產(chǎn)量高于野生株，表明sRNA RfrA和RfrB也可通過抑制細菌中鐵載體的生成來調(diào)控細菌內(nèi)鐵的水平。
鼠傷寒沙門菌感染巨噬細胞時，鼠傷寒沙門菌sRNA RyhB-1和RyhB-2被誘導表達。在高鐵和H2O2條件下，體外培養(yǎng)鼠傷寒沙門菌sRNA RyhB-1和RyhB-2突變株與野生株發(fā)現(xiàn)，sRNA RyhB-1和RyhB-2突變株中可調(diào)控鐵穩(wěn)態(tài)且能與Fe2+結(jié)合的羰基蛋白含量高于野生株，提示sRNA RyhB-1和RyhB-2下調(diào)含鐵蛋白(使細菌在缺鐵條件下存活)水平。以上均表明鼠傷寒沙門菌sRNA可能參與調(diào)控細菌內(nèi)的鐵水平。
布氏桿菌sRNA BsrH位于布氏桿菌基因hemH與編碼脂蛋白Omp10的基因之間。在細菌感染非吞噬細胞HeLa和吞噬細胞J774A.1時，sRNA BsrH過表達株與野生株胞內(nèi)細菌量相似；在小鼠感染模型中，小鼠腎中sRNA BsrH過表達株與野生株胞內(nèi)細菌量也相似。此外，在低鐵條件下體外培養(yǎng)4 h，檢測布氏桿菌sRNA BsrH的表達量，發(fā)現(xiàn)缺鐵時BsrH表達水平下降；同樣在低鐵條件下，sRNA BsrH過表達株比野生株存活率低，表明布氏桿菌sRNA BsrH不能調(diào)控細菌的毒力，但與細菌內(nèi)鐵的代謝平衡有關。
4、結(jié)語
本文就胞內(nèi)菌sRNA對宿主細胞內(nèi)細菌自身生長、毒力和鐵水平的調(diào)控作用進行綜述，介紹了細菌sRNA在許多生物過程(如環(huán)境傳感，壓力適應，細菌毒性、傳染性及新陳代謝)中的重要作用?？紤]到病原菌中sRNA可能模仿真核微小RNA(microRNA，miRNA)破壞宿主細胞的功能，且最近有報道大腸埃希菌sRNA OxyS和DsrA可通過調(diào)節(jié)秀麗隱桿線蟲的基因表達從而調(diào)控其生理作用，推測sRNA可能在感染過程中發(fā)揮調(diào)控宿主細胞功能的作用。隨著對細菌sRNA的深入分析和逐步認證，其新的調(diào)節(jié)機制及生物學功能可能得到進一步闡明。
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