NLRC4炎性体途径的激活对减毒沙门菌免疫效力的影响分析

Salmonella is a kind of facultative intracellular pathogenic bacteria. Phagocytes are their major host cells. Salmonella can escape the clearance of phagocytes after infection and survive for a long time in host cells. It is a serious harm to the health of the animal and human. Nowadays, in the development of attenuated Salmonella vaccine, how to inhibit its survival in host cells is still difficult. As reported, the pattern recognition receptor NLRC4 can detect the intracellular microorganism components related with pathopoiesis, and then induce the pyroptosis of host cells and the production of Th1-type immune responses. This mechanism is benefit for the defence against intracellular bacteria. So, if this mechanism can be used in the development of attenuated Salmonella vaccine, the intracellular survival of attenuated Salmonella will be inhibited. But, its influence on the immune responses against attenuated Salmonella is still unclear. Based on these analysis, in this project, we will construct a recombinant attenuated Salmonella fusion expressing N-termianl of SspH2 (can be detected by type III secretion system 2) and C-termianl of EscI (can activate NLRC4 inflammasome) to analyse its virulence, survival in host cells and immunological effect. From the above assay, we can explore the application prospect of NLRC4 inflammasome pathway in the defence against attenuated Salmonella infection.

沙门菌是一类重要的兼性胞内致病菌，吞噬细胞是其主要的宿主细胞。沙门菌能够逃逸吞噬细胞的杀伤，并在细胞内长期存活，这给畜禽和人类健康带来了严重危害。目前，在减毒沙门菌疫苗研究中，如何抑制减毒菌的胞内存活仍是阻碍其应用的难点之一。据报道，细胞内模式识别受体NLRC4能够识别细胞质中的微生物成分，诱导宿主细胞的程序性死亡，并产生Th1类免疫应答，在防御胞内菌感染中起重要作用。因此，若将该机制应用到减毒沙门菌疫苗的设计中，则能抑制减毒菌的胞内存活。但是，该机制的引入对减毒菌免疫效力的影响尚不清楚。据此，本项目拟构建融合表达SspH2蛋白N端（能被沙门菌III型分泌系统2识别并分泌）和EscI蛋白C端（能激活NLRC4炎性体）的重组减毒沙门菌，分析NLRC4炎性体的激活对减毒沙门菌毒力、体内存活能力和免疫效力的影响，探索NLRC4炎性体通路在减毒沙门菌疫苗研制中的应用前景。

沙门菌是一类重要的兼性胞内致病菌，吞噬细胞是其主要的宿主细胞。沙门菌感染机体后，能够逃避吞噬细胞的杀伤并在细胞内长期存活，这给畜禽和人类健康带来了严重危害。目前，在减毒沙门菌疫苗的研究中，如何抑制减毒菌的胞内存活仍是阻碍其应用的难点之一。据报道，细胞内模式识别受体NLRC4能够识别细胞质中的微生物成分，激活巨噬细胞内的炎性体途径，有利于沙门菌的清除。因此推测，若将该机制应用到减毒沙门菌疫苗的设计中，则能抑制细菌的胞内存活。但该机制的引入对减毒菌免疫效力的影响尚不清楚。据此，本项目首先用EscI蛋白羧基端多肽体外刺激小鼠腹腔巨噬细胞，建立了细胞内炎性体通路的活化分析技术。然后以减毒沙门菌X4550为材料构建了融合表达沙门菌SspH2蛋白N端和EscI蛋白C端的重组减毒沙门菌。分析结果表明，与只表达SspH2蛋白N端的对照菌相比，该重组菌体外感染巨噬细胞后激活炎性体应答的能力明显增强。将其感染小鼠后，其在小鼠体内的定殖能力、对小鼠的致病性和诱导获得性免疫应答的能力均降低。另外，将其免疫小鼠后，能够抑制其他菌株在小鼠体内的早期定殖，同时提高针对强致病性菌株攻击的免疫保护效力。通过分析，不仅发现了EscI蛋白羧基端15个氨基酸是激活炎性体应答的关键位点。而且，首次用重组菌的模式分析了炎性体通路的活化与沙门菌免疫效力之间的关系，为炎性体通路在减毒沙门菌疫苗研制中的应用研究提供新认识和新途径。