Enteropathogenic Escherichia coli釋放的絲胺酸酶EspC 調節由Type III Secretion System所造成的孔洞形成以及細胞毒殺作用

論文：Guignot, J., Segura, A. & Tran Van Nhieu, G. The Serine Protease EspC from Enteropathogenic Escherichia coli Regulates Pore Formation and Cytotoxicity Mediated by the Type III Secretion System. PLoS pathogens 11, e1005013 (2015).

報告者：吳彩瑜                時間：14:00-15:00, Dec. 23, 2015

講評老師：黃一修老師          地點：Room601

摘要

Enteropahogenic Escherichia coli (EPEC)是一株在人體腸道內的致病菌株，常會在嬰兒體內造成嚴重的腹瀉甚至死亡，而主要造成腹瀉的原因是由於EPEC對於腸道黏膜細胞的附著，所造成的attaching and effacing (A/E) lesions¹，而過去研究發現，要形成A/E lesion需要細菌內type III secretion system的幫助，type III secretion system為革蘭氏陰性菌表面的一個針狀構造，其功能為將細菌內的毒性蛋白傳送進入宿主細胞內，而type III secretion system的構造包含了一個柱狀親水性EspA聚體，作為傳輸管道，以及由疏水性的EspB/D在宿主細胞膜上穿孔，使細菌的毒性蛋白可以進入宿主細胞內²， 然而，當EPEC感染時對於type III secretion system的調控作用尚不清楚，本篇探討一已知的絲氨酸酶EspC對於type III secretion system的調控，EspC為EPEC中的serine protease autotransporter(SPATE)，SPATE普遍存在於許多腸內菌科(Enterobacteriaceae)的細菌中，不同的細菌中會有不同的SPATE，本篇作者發現，初期EPEC表面的EspA柱狀構造形成時，EspC在這個時期對於type III secretion system並不會有調控的現象，但是當EPEC與細胞接觸後，EspC會調控EspA及EspD的分泌量，除此之外，作者也發現EspC調控EspA及EspD是在EspA/D形成聚結構時，而非單獨存在，最特別的是，當type III secretion system在宿主細胞表面造成穿孔時，EspC會限制type III secretion system的作用，而EspC對於後續EPEC所造成的細胞毒殺作用也具有抑制的情形，在結果中顯示，當espC突變的菌株中，EspA/D的分泌量增加，且對於細胞的毒殺作用也有增加的趨勢。除此之外，作者也發現Enterohaemorrhagic Escherichia coli (EHEC)中的SPATE EspP其功能與EspC非常相似，且EspP在EPEC內對於EspA/D也有抑制作用，總而言之，在過去的研究中大多說明EspC是一個細胞毒素，而在本篇研究中發現了EspC在EPEC中扮演的不同腳色。

參考資料

1.  Cleary, J., et al. Enteropathogenic Escherichia coli (EPEC) adhesion to intestinal epithelial cells: role of bundle-forming pili (BFP), EspA filaments and intimin. Microbiology 150, 527-538 (2004).

2.  Loquet, A., et al. Atomic model of the type III secretion system needle. Nature 486, 276-279 (2012).