SirA、CsrBC 和 HilD：调控鼠伤寒沙门氏菌感染进程的关键级联因子

　　为探究 SirA、CsrB/C 和 HilD 在鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella Typhimurium）感染过程中的作用，研究人员以雏鸡为模型开展研究。结果表明，这三者在体内形成调控级联，控制 SPI-1 和 SPI-2 基因表达，且对肠道定植和肝脏播散至关重要。该研究揭示了新的调控机制。

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　　在微生物的世界里，鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella Typhimurium）是一种广泛分布且令人头疼的食源性病原体，它能感染多种哺乳动物和鸟类，引发肠胃炎或严重的全身性疾病。其致病性与基因组中的沙门氏菌致病岛（Salmonella Pathogenicity Islands，SPIs）密切相关，其中 SPI-1 和 SPI-2 研究得最为深入 。SPI-1 有助于宿主上皮细胞的侵袭，而 SPI-2 则使细菌能在多种宿主细胞内存活。

此前研究发现，在体外 LB 培养基中，BarA/SirA 系统可诱导 CsrB/C 的表达，进而解除对 HilD 的抑制，激活 SPI-1 和 SPI-2 的表达。然而，在体内肠道这种复杂且充满挑战的环境中，这一调控级联是否同样发挥作用，一直是个未解之谜。同时，这些基因在细菌肠道定植、全身播散以及组织损伤形成过程中的具体贡献也尚不明确。

为了揭开这些谜团，来自墨西哥国立自治大学（Universidad Nacional Autónoma de México）的研究人员展开了深入研究。他们以 1 日龄和 1 周龄的雏鸡为研究对象，用野生型鼠伤寒沙门氏菌及其 ΔsirA、ΔcsrB/C 和 ΔhilD 突变株进行感染实验。

研究人员采用了多种技术方法。在细菌培养方面，将细菌在 LB 肉汤培养基中培养，获取实验所需的细菌样本 。动物实验中，选取 1 日龄和 1 周龄的特定病原体无（specific-pathogen-free，SPF）雏鸡，分为不同感染组和对照组进行感染实验。通过检测肝脏和盲肠中的菌落形成单位（colony-forming units，CFUs），来评估细菌的定植和播散情况；对组织样本进行组织病理学分析，观察病理变化；运用免疫组织化学技术，检测细菌在组织中的定位；利用定量实时逆转录聚合酶链反应（quantitative real-time RT-PCR，q-RT-PCR），分析相关基因的表达水平。

在研究结果部分：

• 基因对肠道定植和肝脏播散的影响：通过感染实验和 CFUs 计数发现，在 1 日龄和 1 周龄雏鸡感染模型中，与野生型菌株相比，ΔsirA、ΔcsrB/C 和 ΔhilD 突变株在盲肠的定植量明显减少，在肝脏的播散能力也显著下降。例如，1 日龄雏鸡感染后，野生型菌株在盲肠中可稳定维持一定数量，而突变株数量则少得多；在肝脏中，突变株在 48 小时和 72 小时后基本无法检测到。这表明 SirA、CsrB/C 和 HilD 在体内感染过程中，对鼠伤寒沙门氏菌在盲肠的定植和向肝脏的播散起到重要作用。
• 基因对组织损伤的影响：组织病理学分析显示，感染野生型菌株的雏鸡盲肠和肝脏出现明显的病理变化，如盲肠的空泡变性、炎症浸润，肝脏的炎症浸润、出血和坏死等。而感染突变株的雏鸡，盲肠和肝脏的病变程度明显减轻，甚至几乎没有病变。这说明 SirA、CsrB/C 和 HilD 是鼠伤寒沙门氏菌在雏鸡体内产生组织损伤的必要因素。
• 基因的免疫定位差异：免疫组织化学检测结果表明，野生型菌株在感染过程中逐渐在雏鸡组织中广泛分布，从盲肠腔、肠道隐窝到上皮细胞，再到固有层、肠细胞和巨噬细胞，最后在肝细胞和肝坏死区域都能检测到。而 ΔsirA、ΔcsrB/C 和 ΔhilD 突变株在盲肠中仅能检测到散在的细菌病灶，在肝脏中则未检测到。这进一步证实了这些基因的缺失会影响细菌在组织中的定植和播散。
• 基因的调控级联关系：q-RT-PCR 分析发现，在 ΔsirA 突变株中，hilA、ssrB、hilD 和 csrB 的表达水平均下降；在 ΔcsrB/C 突变株中，hilA、ssrB 和 hilD 的表达受到影响，但 sirA 的表达不受影响；在 ΔhilD 突变株中，只有 hilA 和 ssrB 的表达受到影响。这表明 SirA、CsrB/C 和 HilD 在体内形成了一个调控级联，SirA 诱导 CsrB 的表达，CsrB 进而诱导 HilD 的表达，最终激活 hilA 和 ssrB 的表达，调控 SPI-1 和 SPI-2 基因的表达。

研究结论和讨论部分，该研究首次证实了 SirA、CsrB/C 和 HilD 在体内形成调控级联，在鼠伤寒沙门氏菌感染雏鸡的过程中，这个级联在细菌侵入肠道之前就控制了 SPI-1 和 SPI-2 基因的表达，对细菌的肠道定植、全身播散以及组织损伤的形成至关重要。这一发现不仅揭示了鼠伤寒沙门氏菌在体内感染的新机制，还为预防和控制沙门氏菌感染提供了新的理论依据。此前虽有对 SPI-2 基因在肠道内表达的报道，但具体机制不明，此次研究结果表明该调控级联可能是 SPI-2 基因在肠道内表达的原因，这为进一步研究沙门氏菌感染机制和防治策略开辟了新方向。

总的来说，这项研究成果发表在《Archives of Microbiology》上，为生命科学和健康医学领域对鼠伤寒沙门氏菌的研究做出了重要贡献，有助于人们更深入地理解细菌感染机制，从而为开发新的防治手段提供有力支持。

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