朱平 杜力杰 孟昆 薛娟 楊瑾 李?yuàn)櫍?，3

（1. 十堰市太和醫(yī)院 湖北醫(yī)藥學(xué)院附屬醫(yī)院 感染與免疫性疾病研究所，十堰 442000；2. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生命科學(xué)技術(shù)學(xué)院，武漢 430070；3. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)生物醫(yī)學(xué)中心，武漢430070）

病原菌和宿主細(xì)胞通過(guò)長(zhǎng)期的共同進(jìn)化，許多革蘭氏陰性菌，如腸致病性大腸桿菌（EnteropathogenicEscherichia coli，EPEC）、腸出血性大腸桿菌（EnterohemorrhagicEscherichia coli，EHEC）、耶爾森菌（Yersinia）、志賀菌（Shigella）、沙門(mén)菌（Salmonella）、銅綠假單胞菌（Pseudomonas aeruginosa）已經(jīng)進(jìn)化出了復(fù)雜的能夠?qū)⒓?xì)菌編碼的蛋白轉(zhuǎn)運(yùn)到真核細(xì)胞中去的三型分泌系統(tǒng)（Type Ⅲ secretion system，T3SS）。T3SS對(duì)病原菌的致病性至關(guān)重要，通過(guò)T3SS進(jìn)入到宿主細(xì)胞中去的效應(yīng)蛋白能夠通過(guò)精細(xì)的調(diào)控，來(lái)操縱細(xì)胞內(nèi)的生物學(xué)過(guò)程，從而有效的逃逸宿主細(xì)胞的免疫清除反應(yīng)。其中，細(xì)胞凋亡和細(xì)胞焦亡Pryoptosis是宿主細(xì)胞清除致病菌、維持機(jī)體穩(wěn)態(tài)的兩種主要途徑，也是以上幾種革蘭氏陰性菌的T3SS效應(yīng)蛋白操縱宿主細(xì)胞死亡的兩個(gè)主要方面，但是不同的效應(yīng)蛋白在該過(guò)程中發(fā)揮的功能相似或相反。本文就目前已發(fā)現(xiàn)的T3SS效應(yīng)蛋白干擾細(xì)胞凋亡和焦亡信號(hào)通路的研究進(jìn)展進(jìn)行綜述，并進(jìn)行全面歸納比較和分析，揭示這些細(xì)菌分泌的效應(yīng)蛋白的生物學(xué)功能，以進(jìn)一步推動(dòng)病原菌T3SS效應(yīng)蛋白尚未發(fā)現(xiàn)的功能、生理底物和致病機(jī)制的研究，旨在為藥物開(kāi)發(fā)提供策略和靶點(diǎn)，以及為病原菌的預(yù)防和治療提供理論依據(jù)。

1 對(duì)細(xì)胞凋亡的調(diào)控

細(xì)胞凋亡（Apoptosis）指為維持內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定，由基因控制的細(xì)胞自主的有序的死亡。細(xì)胞凋亡引起的程序性細(xì)胞死亡是一個(gè)嚴(yán)格的調(diào)控過(guò)程，由內(nèi)源性（內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和線粒體介導(dǎo)的）或外源性（受體介導(dǎo)的）途徑激活，均導(dǎo)致caspase級(jí)聯(lián)反應(yīng)的激活，最終導(dǎo)致細(xì)胞皺縮，染色質(zhì)凝聚，細(xì)胞膜出泡及小泡芽形成，即形成凋亡小體［1］。細(xì)胞凋亡是宿主抵抗細(xì)胞內(nèi)病原的最后防御策略，即通過(guò)引起細(xì)胞程序性死亡，宿主可阻止入侵微生物在細(xì)胞內(nèi)的增殖［2］。病原菌已經(jīng)進(jìn)化出通過(guò)注入特定的T3SS效應(yīng)蛋白來(lái)操縱宿主細(xì)胞死亡的防御機(jī)制。

1.1 抑制細(xì)胞凋亡

感染了細(xì)菌的宿主細(xì)胞可通過(guò)凋亡的方式防止感染的擴(kuò)散。某些T3SS效應(yīng)蛋白干擾上皮細(xì)胞凋亡的起始階段來(lái)促進(jìn)形成一個(gè)合適的生存環(huán)境。對(duì)于某些腸道致病菌而言，抑制宿主細(xì)胞的程序性死亡，一方面有利于細(xì)菌在腸道表面的附著和增殖；另一方面則可以限制炎癥反應(yīng)的擴(kuò)大，幫助細(xì)菌逃逸宿主免疫系統(tǒng)的攻擊［3］。

EPEC/EHEC通過(guò)多種T3SS效應(yīng)蛋白來(lái)操縱宿主細(xì)胞的細(xì)胞凋亡傳導(dǎo)通路。我們前期的研究以及Li和Pearson等［4-5］的研究表明，NleB是一種糖基轉(zhuǎn)移酶，特異性地對(duì)TRADD、FADD和RIPK1等多個(gè)接頭蛋白死亡結(jié)構(gòu)域中的一個(gè)保守精氨酸進(jìn)行N-乙酰葡萄糖胺化修飾，阻止死亡受體復(fù)合物的形成和caspase-8的切割，從而抑制TNFα、FasL和TRAIL等死亡受體配體誘導(dǎo)宿主細(xì)胞發(fā)生凋亡和壞死，Scott等［6］的進(jìn)一步研究表明，NleB優(yōu)先修飾FADD 117位精氨酸，從而阻斷死亡受體誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡。而瞬時(shí)表達(dá)EPEC/EHEC的效應(yīng)蛋白NleF時(shí)，NleF可以特異性結(jié)合并抑制caspase-4、8和9的活性，抑制十字孢堿和TRAIL誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡［7］。EPEC/EHEC的效應(yīng)蛋白NleH家族可以阻斷由十字孢堿、布雷菲德菌素A和衣霉素刺激的細(xì)胞凋亡，后兩者誘導(dǎo)內(nèi)源性細(xì)胞凋亡途徑，導(dǎo)致Bax構(gòu)象改變并轉(zhuǎn)位到線粒體，線粒體發(fā)生透化，細(xì)胞色素c釋放。NleH通過(guò)和促凋亡蛋白Bax抑制因子-I（BI-I）直接的相互作用，阻斷內(nèi)源性途徑，然而B(niǎo)I-1的作用機(jī)理并不明確［8］。此外，EPEC的效應(yīng)蛋白NleD通過(guò)切割JNK的活性也參與到細(xì)胞凋亡的抑制。在感染期間，NleD異位表達(dá)時(shí)抑制UV誘導(dǎo)的凋亡（JNK依賴(lài)性的）［9］。進(jìn)一步的研究表明，NleD在JNK激酶激活環(huán)的TPY基序Y185之前進(jìn)行切割，在p38的M213位點(diǎn)進(jìn)行切割，并且保持NleD酶活性的R203位點(diǎn)在切割p38中起到關(guān)鍵作用，從而抑制細(xì)胞凋亡［10］。

效應(yīng)蛋白EspZ抑制感染上皮細(xì)胞誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡［11-12］。異位表達(dá)EspZ抑制十字孢堿誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡［12］。EspZ作用的機(jī)制最初被報(bào)道為參與和宿主細(xì)胞蛋白CD98的相互作用，可以增強(qiáng)β1-整合素下游的促生存信號(hào)［13］。然而，另一個(gè)研究表明，在小腸上皮細(xì)胞中，該功能的作用機(jī)制對(duì)于EspZ的抗凋亡作用不是必需的［12］。EspZ的抗凋亡功能也是由于和線粒體內(nèi)膜轉(zhuǎn)位酶17b（TIM17b）的相互作用［14］，2014有研究表明，EspZ通過(guò)阻止EspF誘導(dǎo)的表皮生長(zhǎng)因子（EGFR）的缺失避免細(xì)胞死亡［15］。而另一個(gè)模型提示EspZ通過(guò)控制T3SS效應(yīng)蛋白轉(zhuǎn)位維持細(xì)胞存活，可能是阻止促凋亡效應(yīng)蛋白轉(zhuǎn)位到細(xì)胞［11］。因此，EspZ阻止感染的細(xì)胞凋亡過(guò)程中的作用機(jī)制有待進(jìn)一步研究。總之，效應(yīng)蛋白NleB、NleF、NleH、NleD、EspZ通過(guò)抑制細(xì)胞凋亡途徑或者增強(qiáng)促生存信號(hào)來(lái)阻止細(xì)胞死亡。

在Shigella感染后，效應(yīng)蛋白IpgD誘導(dǎo)早期活化的磷酸化Mdm2蛋白的形成，進(jìn)而促進(jìn)p53的降解，同時(shí)，效應(yīng)蛋白VirA激活鈣蛋白酶，也可以促進(jìn)p53的降解，而p53的降解阻斷了NF-κB依賴(lài)的促凋亡信號(hào)通路［16］。另一個(gè)研究表明效應(yīng)蛋白IpgD通過(guò) PtdIns（5）P激活 PI3K/Akt［17］，從而進(jìn)一步促進(jìn)磷酸化Mdm2蛋白的激活［18］，導(dǎo)致細(xì)胞凋亡的抑制。Pendaries等［17］的研究也證明了IpgD可以抑制十字孢堿誘導(dǎo)的 HEK293細(xì)胞凋亡，這與Clark等［19］證明的IpgD對(duì)于抑制十字孢堿誘導(dǎo)的HeLa細(xì)胞凋亡并不是必需的結(jié)論相反，這可能是由于處理的細(xì)胞和時(shí)間不同引起的，而IpgD對(duì)不同細(xì)胞凋亡的影響還有待進(jìn)一步研究。最新研究發(fā)現(xiàn)，Shigella的效應(yīng)蛋白OspD2 和 IpaH1.4是細(xì)胞死亡抑制劑。與大多數(shù)T3SS相反，OspD2并不靶向細(xì)胞過(guò)程，而是調(diào)節(jié)Shigella三型分泌裝置的活性，抑制效應(yīng)蛋白VirA誘導(dǎo)的鈣蛋白酶介導(dǎo)的壞死性上皮細(xì)胞死亡［20］。

Salmonella通過(guò)效應(yīng)蛋白SopB、AvrA和SseKs促進(jìn)生存并抑制凋亡來(lái)影響宿主細(xì)胞凋亡。SopB具有磷酸肌醇磷酸酶活性，在鼠傷寒沙門(mén)菌（S.enterica serovarTyphimurium）感染的上皮細(xì)胞中，以SopB依賴(lài)的方式誘導(dǎo)促生存Akt/蛋白激酶B持續(xù)的激活，抑制喜樹(shù)堿誘導(dǎo)的Caspase-3切割和細(xì)胞凋亡［21］。AvrA通過(guò)它的乙酰轉(zhuǎn)移酶活性在絲裂原活化蛋白激酶4和7（MKK4和MKK7）水平抑制c-Jun NH2-末端激酶（JNK）信號(hào)通路激活，抑制Salmonella感染上皮細(xì)胞引起的先天性免疫和細(xì)胞凋亡［22］。另外，Salmonella的效應(yīng)蛋白 SseK1、SseK2和SseK3與NleB同源，研究顯示SseK1和SseK3具有N-乙酰糖基轉(zhuǎn)移酶活性，SseK1糖基化修飾TRADD和FADD，SseK3修飾FADD，兩者均抑制死亡受體誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡［23］；而El Qaidi等［24］的研究表明，SseK1糖基化修飾GAPDH，SseK2修飾FADD，而SseK3既不修飾GAPDH也不修飾FADD，結(jié)果表明SseK1、SseK和SseK3分別靶向不同的宿主底物蛋白。Esposito等［25］的研究進(jìn)一步說(shuō)明了SseK3具有糖基轉(zhuǎn)移酶活性，可以糖基化修飾TRADD。最新的結(jié)構(gòu)研究揭示了SseK1和SseK2結(jié)合底物時(shí)的結(jié)構(gòu)不同［26］。

1.2 誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡

一方面病原菌可以分泌T3SS效應(yīng)蛋白阻斷細(xì)胞凋亡來(lái)維持它們?cè)谒拗骷?xì)胞內(nèi)的黏附和增殖；另一方面，病原菌T3SS的一些效應(yīng)蛋白可作用于特定的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，誘導(dǎo)宿主細(xì)胞的程序性死亡來(lái)擴(kuò)大感染。

在EPEC/EHEC感染期間，T3SS效應(yīng)蛋白包括EspF、Cif、EspH和EspB激活內(nèi)源性細(xì)胞死亡。當(dāng)EPEC感染HeLa細(xì)胞時(shí)，EspF靶向線粒體，引起線粒體外膜電位的損失，細(xì)胞色素C釋放，以及Caspase-9和Caspase-3的切割，因此EspF在起始線粒體死亡信號(hào)通路中發(fā)揮作用［27］。另一項(xiàng)研究表明，EspF結(jié)合ABC轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白家族的Abcf2，在感染期間，Abcf2以EspF依賴(lài)的方式降解，導(dǎo)致caspase-9和caspase-3的切割增加，促進(jìn)細(xì)胞凋亡［28］。EPEC/EHEC的效應(yīng)蛋白Cif阻斷細(xì)胞周期進(jìn)程并且最近被鑒定為EPEC誘導(dǎo)的細(xì)胞凋亡的晚期誘導(dǎo)物，可以引起caspase-3切割和乳酸脫氫酶（LDH）釋放［29］。Cif在細(xì)胞凋亡中的作用可能和它抑制泛素/蛋白酶體途徑的功能有關(guān)。在EPEC感染期間，Cif引起細(xì)胞病變效果（CPE），特征為逐漸募集黏著斑，引起應(yīng)力纖維的組裝并最終抑制細(xì)胞周期的G1/S期轉(zhuǎn)變，引起延遲的細(xì)胞死亡［30-32］。Cif阻斷宿主細(xì)胞周期進(jìn)程的機(jī)制為，cullin-RING泛素連接酶（CRLs）調(diào)節(jié)幾種參與細(xì)胞周期進(jìn)程的蛋白質(zhì)，類(lèi)泛素蛋白NEDD8對(duì)CRLs進(jìn)行neddylation修飾后，CRLs活性大大增加［33］。Cif具有脫氨酶活性，能夠催化NEDD8脫氨，脫氨的NEDD8對(duì)CRLs進(jìn)行neddylation修飾后，CRLs的活性大大減弱，進(jìn)而抑制細(xì)胞周期進(jìn)程［31，34-35］。最新發(fā)現(xiàn)，EPEC的T3SS效應(yīng)蛋白EspB可以自主進(jìn)入宿主細(xì)胞，并選擇性誘導(dǎo)單核細(xì)胞程序性細(xì)胞死亡［36］。

在Y. pestis中，YopH是一種酪氨酸磷酸酶，可以激活Caspases，引起線粒體膜電勢(shì)損失，誘導(dǎo)線粒體介導(dǎo)的T細(xì)胞凋亡［37］，而YpkA和YopM激活上皮細(xì)胞和/或巨噬細(xì)胞中的caspase-3［38-39］。Yersinia的YopP/YopJ在未活化的巨噬細(xì)胞中激活caspase-8［40］。大量研究表明，Y. enterocolitica的效應(yīng)蛋白YopP與Y. pseudotuberculosis中的YopJ相類(lèi)似，在感染引起的巨噬細(xì)胞凋亡過(guò)程中發(fā)揮重要作用［41-42］。YopJ是去泛素半胱氨酸蛋白酶［43-44］，同時(shí)也具有乙酰轉(zhuǎn)移酶的功能，可以乙?；疢EK2［45-46］，能有效抑制促生存 MAPK 和 NF-κB 信號(hào)通路［47］，也可以通過(guò)TLR4信號(hào)通路促進(jìn)細(xì)胞凋亡［48］。而YopP可裂解caspase-8的底物BID來(lái)促進(jìn)細(xì)胞凋亡［49-50］。

Salmonella誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡的研究較少，研究顯示，Salmonella以SipB依賴(lài)的方式感染巨噬細(xì)胞誘導(dǎo)caspase-2切割，導(dǎo)致不依賴(lài)于caspase-1的細(xì)胞凋亡和細(xì)胞死亡［51］。

P. aeruginosa的T3SS效應(yīng)蛋白ExoS和ExoT都具有GTP酶（GAP）和ADP核糖基轉(zhuǎn)移酶（ADPRT）結(jié)構(gòu)［52-53］，ExoS和 ExoT 均能誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡［54］。ExoS的ADP-核糖基轉(zhuǎn)移酶活性對(duì)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡是必須的［55］。在P. aeruginosa誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡過(guò)程中ERK1/2和p38等宿主細(xì)胞存活信號(hào)通路的活化被抑制，而JNK1/2促凋亡信號(hào)被激活［56］。并且ExoS可抑制FOXO3a的磷酸化，并誘導(dǎo)細(xì)胞色素c釋放和活化caspase-3、8和9，從而誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡［57-58］。另一項(xiàng)研究表明ExoS的GAP活性是通過(guò)靶向維持宿主細(xì)胞肌動(dòng)蛋白骨架的小GTP酶，誘導(dǎo)細(xì)胞分離，抑制細(xì)胞遷移和吞噬作用。其ADPRT結(jié)構(gòu)域是通過(guò)抑制宿主細(xì)胞DNA合成，改變內(nèi)吞作用，引起細(xì)胞凋亡，從而有利于P. aeruginosa在細(xì)胞內(nèi)繁殖［53］。ExoT的GAP活性通過(guò)激活JNK1/2、大幅度增加線粒體的促凋亡蛋白Bax和Bid產(chǎn)生、促進(jìn)細(xì)胞色素c的釋放以及激活caspase-9和caspase-3，引起線粒體途徑的細(xì)胞凋亡，ExoT的ADPRT結(jié)構(gòu)域通過(guò)改變一種細(xì)胞蛋白Crk產(chǎn)生細(xì)胞毒素，干擾整合素的生存信號(hào)，來(lái)誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡［59］。最新研究證明ExoS的GAP結(jié)構(gòu)域是必需的并且足以誘導(dǎo)線粒體途徑的細(xì)胞凋亡。效應(yīng)蛋白ExoS的GAP結(jié)構(gòu)域?qū)е翨ax和Bim富集到線粒體外膜，破壞線粒體膜并釋放細(xì)胞色素c到細(xì)胞質(zhì)，進(jìn)而激活caspase-9和caspase-3，從而導(dǎo)致細(xì)包凋亡［60］。

2 對(duì)細(xì)胞焦亡的調(diào)控

細(xì)胞焦亡（Pyroptosis）是近年來(lái)新發(fā)現(xiàn)的一種炎癥性程序性細(xì)胞死亡，形態(tài)學(xué)上表現(xiàn)為細(xì)胞DNA斷裂、細(xì)胞質(zhì)空泡化和細(xì)胞膜破損。細(xì)胞質(zhì)感應(yīng)器如 Nod-like受體（NLRs，包括 NLRP3和 NLRC4）、pyrin、caspases-4和5感應(yīng)到細(xì)菌組分后介導(dǎo)炎癥小體的組裝，隨后激活caspase-1導(dǎo)致IL-1β和IL-18前體切割成它們的激活形式。炎癥小體在宿主抵抗感染中發(fā)揮關(guān)鍵作用，但是，炎癥小體產(chǎn)生過(guò)多，存在時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，炎癥和細(xì)胞因子的過(guò)量表達(dá)和持續(xù)作用，則可造成細(xì)胞焦亡，進(jìn)而引起慢性炎癥、組織損傷和細(xì)胞死亡。細(xì)胞焦亡的重要作用是從細(xì)胞中釋放游離的細(xì)菌，這個(gè)過(guò)程有利于細(xì)菌的傳播，而宿主細(xì)胞死亡卻有利于促進(jìn)宿主細(xì)胞清除細(xì)菌。

EPEC和EHEC通過(guò)許多效應(yīng)蛋白來(lái)干擾炎癥反應(yīng)，從而潛在地影響細(xì)胞焦亡。NleA通過(guò)和PYD和LRR結(jié)構(gòu)域相互作用直接靶向NLRP3，阻止NLRP3的去泛素，抑制NLRP3炎癥小體形成，并且NleA抑制caspase-1激活，進(jìn)而抑制宿主分泌IL-1β［61］。NleF 是幾個(gè) Caspase家族成員的抑制劑，包括Caspases-4、8 和 9［7］，由于 Caspase-4 和 Caspase-8都明確參與到非典型NLRP3炎癥小體激活［62］，因此，EPEC/EHEC可能通過(guò)抑制caspase-4和caspase-8潛在地干擾NLRP3炎癥小體［7］。最新研究表明，NleF通過(guò)抑制caspase-4-p19和caspase-4-p10相互作用以及抑制caspase-1和caspase-4相互作用，進(jìn)而抑制細(xì)胞焦亡和IL-1β產(chǎn)生［63］。EspT誘導(dǎo)促進(jìn)炎癥的環(huán)氧化酶-2（COX-2）的表達(dá)，并且發(fā)現(xiàn)Rac1參與到EspT 誘導(dǎo)的 IL-8和 IL-1β的分泌［64］。因此 NleA、NleF和EspT通過(guò)干擾炎癥反應(yīng)相關(guān)成分，潛在地影響細(xì)胞焦亡。

Yersinia感染的細(xì)胞也觀察到焦亡的特點(diǎn)。Yersinia主要通過(guò)干擾宿主caspase-1以及NLRP3、NLRC4 和Pyrin炎癥小體來(lái)抵抗宿主應(yīng)答。Yersinia通過(guò)激活caspase-1誘導(dǎo)巨噬細(xì)胞死亡。效應(yīng)蛋白YopJ引起巨噬細(xì)胞中促凋亡蛋白酶 caspase-3的激活被顯著地延遲并導(dǎo)致caspase-1依賴(lài)的細(xì)胞焦亡［65］。Zheng等［66］的實(shí)驗(yàn)表明，原代小鼠巨噬細(xì)胞中YopJ可以誘導(dǎo)細(xì)胞死亡，caspase-1激活，和IL-1β分泌。Philip等［67］的研究表明，YopJ誘導(dǎo)的細(xì)胞死亡和caspase-1激活需要RIPK1，F(xiàn)ADD以及caspase-8。而 Ratner和 Schoberle［68-69］發(fā)現(xiàn) YopJ和 YopM 一起發(fā)揮作用來(lái)阻止炎癥小體激活。YopJ由于具有干擾MyD88和Trif依賴(lài)的應(yīng)答的產(chǎn)生的能力而限制炎癥小體引發(fā)［70］，分泌效應(yīng)蛋白YopJ引起caspase-8依賴(lài)的IL-1β激活。T3SS的針/轉(zhuǎn)位成分激活NLRP3和NLRC4依賴(lài)的IL-1β產(chǎn)生［71］。發(fā)現(xiàn)體外實(shí)驗(yàn)中，Y. pestis的效應(yīng)蛋白YopJ單獨(dú)可以引起巨噬細(xì)胞死亡，抑制炎性細(xì)胞聚集到深部組織中的細(xì)菌生長(zhǎng)處［72］。效應(yīng)蛋白YopE是一個(gè)GTPase激活蛋白，通過(guò)促進(jìn)GTP水解模擬真核GTPase激活蛋白GAPs。YopT是切割Rho-GTPase的半胱氨酸蛋白酶。研究表明，YopE和YopT均可靶向并失活RhoA，導(dǎo)致pyrin炎癥小體的激活［73］。與效應(yīng)蛋白YopJ、YopE和YopT相反，YopM、YopK、YopB 和YopD抑制炎癥小體激活。YopM可以直接結(jié)合并抑制caspase-1活性，阻斷炎癥小體形成，進(jìn)而阻止焦亡性細(xì)胞死亡來(lái)應(yīng)答Yersinia感染［74］，也可以與GTPase IQGAP1相互作用，限制炎癥小體激活［73］，同時(shí)，YopM也通過(guò)靶向pyrin炎癥小體限制caspase-1激活［75］。研究表明，YopM抑制caspase-1依賴(lài)的細(xì)胞焦亡［68］，阻止YopE誘導(dǎo)的Pyrin炎癥小體的激活，阻斷Pyrin介導(dǎo)的caspase-1依賴(lài)的IL-1β/IL-18產(chǎn)生和細(xì)胞死亡［71］。YopM結(jié)合并激活PRK和RSK［75］，YopM/PRK/RSK 復(fù)合物能磷酸化pyrin，磷酸化的pyrin結(jié)合到14-3-3蛋白，而14-3-3蛋白抑制pyrin炎癥小體，因此YopM抑制pyrin炎癥小體［76］，從而促進(jìn)Yersinia在體內(nèi)的毒力。Yersinia效應(yīng)蛋白YopK和T3SS轉(zhuǎn)位裝置的成分YopB和YopD相互作用，限制它們異常轉(zhuǎn)位到感染的宿主細(xì)胞，從而限制NLRP3和NLRC4炎癥小體的激活［77-78］。Y. enterocolitica的YopE和YopH抑制腸上皮細(xì)胞（IECs）分泌激活的IL-18，IL-18分泌依賴(lài)caspase-1和 NLRP3 炎癥小體［79］。

Salmonella有關(guān)此方面的報(bào)道比較少，其中S.Typhimurium的T3SS效應(yīng)蛋白SopE，是宿主細(xì)胞內(nèi)Rho GTPases的激活劑，通過(guò)Rho GTPases Rac-1和Cdc42導(dǎo)致caspase-1激活以及隨后的細(xì)胞因子IL-1β成熟和分泌［80］。

研究顯示，Shigella通過(guò)T3SS分泌IpaH7.8 E3泛素連接酶效應(yīng)蛋白，從而激活NLRP3和NLRC4炎癥小體，以及caspase-1并且IpaH7.8泛素化腎小球蛋白（GLMN）而引起GLMN的降解，從而引起炎癥小體激活和巨噬細(xì)胞焦亡［81-82］。最新研究顯示，P. aeruginosa的效應(yīng)蛋白ExoY具有腺苷酸環(huán)化酶活性，ExoY可以抑制IL-1β表達(dá)，延遲NF-κB 和caspase-1 激活［83］。

總之，EPEC/ EHEC抑制細(xì)胞焦亡并控制上皮細(xì)胞凋亡來(lái)保證其合適的生存位置。而Yersinia通過(guò)抑制巨噬細(xì)胞焦亡來(lái)避免引起炎癥反應(yīng)，促進(jìn)巨噬細(xì)胞凋亡以維持細(xì)胞外存活。Shigella和Salmonella引發(fā)巨噬細(xì)胞焦亡來(lái)促進(jìn)炎癥反應(yīng)，這有助于有效地侵襲腸道屏障。

本文中主要的三型分泌系統(tǒng)效應(yīng)蛋白對(duì)細(xì)胞凋亡和焦亡的影響總結(jié)，見(jiàn)表1。

3 總結(jié)與展望

三型分泌系統(tǒng)效應(yīng)蛋白對(duì)宿主細(xì)胞的影響近年來(lái)一直是研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。病原菌感染后或者被宿主的天然免疫系統(tǒng)清除，或者能夠逃避宿主的免疫防御機(jī)制而導(dǎo)致宿主發(fā)病。病原菌逃避宿主先天性免疫的機(jī)制有多種，其中包括對(duì)宿主細(xì)胞死亡的影響。這里我們回顧了腸致病性大腸桿菌/腸出血性大腸桿菌，耶爾森菌，沙門(mén)菌，志賀菌和銅綠假單胞菌的T3SS效應(yīng)蛋白在影響細(xì)胞凋亡和細(xì)胞焦亡過(guò)程中的作用，發(fā)現(xiàn)不同病原菌的效應(yīng)蛋白具有不同或者相似的功能，而同一種病原菌的效應(yīng)蛋白之間具有協(xié)同或拮抗作用，通過(guò)操縱細(xì)胞凋亡或者細(xì)胞焦亡信號(hào)通路來(lái)促進(jìn)或者抑制宿主細(xì)胞死亡，進(jìn)而促進(jìn)病原菌的增殖和傳播。然而，關(guān)于病原菌T3SS效應(yīng)蛋白發(fā)揮作用的機(jī)制仍有許多需要了解，一些效應(yīng)蛋白的未知生理底物及該底物的功能需要深入研究。研究效應(yīng)蛋白如何促進(jìn)或阻遏甚至中斷宿主細(xì)胞凋亡或者焦亡的過(guò)程，不僅可以幫助我們深入理解病原菌的致病機(jī)制，更為防治具有T3SS病原菌藥物的開(kāi)發(fā)提供新思路和新靶點(diǎn)。

由于抗菌藥物的濫用使致病菌受到強(qiáng)烈的生存壓力進(jìn)而導(dǎo)致耐藥菌株的產(chǎn)生，因此既要采取各種措施減少菌株耐藥性的發(fā)展和傳播，又要尋找既

不會(huì)影響病原體自身生長(zhǎng)又可以有效降低其致病性的抗毒力藥物。而T3SS是存在于革蘭氏陰性致病菌中高度保守的毒力因子［84］，研究表明T3SS抑制劑在抑制毒性系統(tǒng)時(shí)，對(duì)細(xì)菌的生長(zhǎng)幾乎沒(méi)有影響，這意味著不會(huì)產(chǎn)生細(xì)菌耐藥性問(wèn)題［85］。這使得T3SS正成為非常有吸引力的新穎抗菌藥物的重要靶標(biāo)［83］。近年來(lái)研究者利用各種篩選系統(tǒng)從化合物庫(kù)和天然產(chǎn)物庫(kù)中篩選得到不同的T3SS抑制劑［86-87］，其作用機(jī)制包括抑制T3SS效應(yīng)蛋白的分泌［86］，如亞水楊基酰肼類(lèi)衍生物INP0341和羥基喹啉類(lèi)IP1750抑制ExoS的分泌［88］；苯氧乙酰胺類(lèi)化合物MBX1641可以抑制ExoS和ExoT蛋白的表達(dá)［87］；甘草黃酮醇（Licoflavonol，LCF）可以抑制S. enterica serovarTyphimurium的T3SS效應(yīng)蛋白SipC分泌［89］。但針對(duì)大多數(shù)抑制劑，其作用的真正靶點(diǎn)尚未找到，鑒于T3SS效應(yīng)蛋白對(duì)宿主細(xì)胞的凋亡和焦亡影響在致病過(guò)程中發(fā)揮了重要作用，因此對(duì)效應(yīng)蛋白作用機(jī)制的進(jìn)一步研究將會(huì)對(duì)T3SS抑制劑的開(kāi)發(fā)有巨大的促進(jìn)作用，為開(kāi)發(fā)防治病原菌新靶點(diǎn)的抑制劑提供思路。

表1 三型分泌系統(tǒng)效應(yīng)蛋白對(duì)細(xì)胞凋亡和焦亡的影響