吳青青，周 瀟，彭先啟，吳小磊，樂 敏

（浙江大學(xué) 動(dòng)物預(yù)防醫(yī)學(xué)研究所/浙江省動(dòng)物預(yù)防醫(yī)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，浙江 杭州 310058）

沙門菌（Salmonella）是一種全球關(guān)注的人畜共患病病原菌，具有非常廣泛的宿主譜，能引起人和動(dòng)物腸道疾病或全身性疾病。因此，沙門菌的防控在醫(yī)學(xué)、獸醫(yī)學(xué)和公共衛(wèi)生等領(lǐng)域均十分重要[1-2]。沙門菌依靠許多毒力因子在宿主體內(nèi)生存、繁殖和擴(kuò)散，如毒力島（Salmonella pathogen islands，SPIs）、pSLT 毒力質(zhì)粒、菌毛、鞭毛和生物被膜等。菌毛是細(xì)菌表面的纖細(xì)絲狀結(jié)構(gòu)，一般認(rèn)為與細(xì)菌粘附宿主細(xì)胞和定植有關(guān)[3]。根據(jù)菌毛形態(tài)和凝集紅細(xì)胞的能力，沙門菌菌毛主要分為4 類。Ⅰ型和Ⅱ型菌毛形態(tài)相似，Ⅰ型菌毛廣泛分布于沙門菌屬內(nèi)，可以介導(dǎo)甘露糖敏感血凝反應(yīng)（Mannose sensitive hemagglutination，MSHA）；Ⅱ型菌毛只在少數(shù)沙門菌中發(fā)現(xiàn)，缺乏凝集紅細(xì)胞的能力。Ⅲ型和Ⅳ型菌毛形態(tài)相似，較細(xì)而且容易彎曲，在甘露糖存在時(shí)仍可凝集鞣酸處理的紅細(xì)胞[4]。另外還有兩種體積差異較大且缺乏凝集紅細(xì)胞能力的菌毛，按其主要亞單位蛋白大小命名為SEF14 和SEF17[5]。

沙門菌Ⅰ型菌毛（TypeⅠfimbriae）是菌體表面的一種粘附因子，參與介導(dǎo)細(xì)菌粘附多種細(xì)胞的過程，是沙門菌定植和侵襲宿主的關(guān)鍵，在沙門菌感染機(jī)體的初始階段起著重要作用[6-7]。沙門菌Ⅰ型菌毛能促進(jìn)生物被膜形成[8]，且在天然免疫過程發(fā)揮著重要作用，還與鞭毛存在聯(lián)系，能調(diào)節(jié)鞭毛基因表達(dá)和菌體運(yùn)動(dòng)。因此，Ⅰ型菌毛一直都是沙門菌致病性研究的熱點(diǎn)。本文綜述了沙門菌Ⅰ型菌毛的生物組成，還分析了沙門菌Ⅰ型菌毛蛋白對(duì)宿主、受體的粘附特性和生物被膜形成的影響，并且討論了沙門菌Ⅰ型菌毛蛋白在先天免疫過程中對(duì)抗細(xì)胞吞噬、促進(jìn)炎性細(xì)胞因子分泌和抑制細(xì)胞凋亡等方面的重要作用。

1 沙門菌Ⅰ型菌毛的結(jié)構(gòu)組成

沙門菌Ⅰ型菌毛又稱Fim 菌毛，由fim 基因簇編碼（圖1）[9]，其中fimA、fimI、fimC、fimD、fimH、fimF 編碼菌毛結(jié)構(gòu)蛋白和組裝蛋白[10]，在fimA啟動(dòng)子控制下構(gòu)成一個(gè)操縱子結(jié)構(gòu)域，fimZ、fimY、fimW 和stm0551 負(fù)責(zé)調(diào)控結(jié)構(gòu)基因的轉(zhuǎn)錄和表達(dá)[11-12]。FimA亞單位以右手螺旋方式單一重復(fù)纏繞形成菌毛軸，F(xiàn)imH 是重要的粘附素蛋白，位于菌毛的尖端，可直接參與宿主細(xì)胞相互作用[13]。沙門菌Ⅰ型菌毛屬于伴侶推進(jìn)途徑（Chaperone usher pathway，CUP）菌毛，F(xiàn)imC 和FimD 分別是菌毛組裝的伴侶蛋白和推進(jìn)蛋白。菌毛各個(gè)亞基蛋白分泌到細(xì)胞周質(zhì)，通過伴侶蛋白FimC 催化折疊并組合形成FimC-蛋白復(fù)合物，F(xiàn)imD 通過其胞質(zhì)氨基末端結(jié)構(gòu)域FimDN特異性識(shí)別該FimC-蛋白復(fù)合物，催化其跨膜與裝配，并釋放游離的FimC（圖2）[14]。

圖1 沙門菌fim 基因簇結(jié)構(gòu)圖Fig.1 fim gene cluster of Salmonella

圖2 I 型菌毛結(jié)構(gòu)和裝配示意圖Fig.2 Structure and assembly of type I fimbriae

2 沙門菌Ⅰ型菌毛的功能與調(diào)控

2.1 Ⅰ型菌毛的粘附功能沙門菌Ⅰ型菌毛能介導(dǎo)細(xì)菌對(duì)真核生物細(xì)胞膜的特異性粘附，細(xì)胞膜糖蛋白末端通常帶有各種寡糖殘基，其中甘露糖殘基是最常見的組分。粘附素蛋白FimH 位于菌毛尖端，能與甘露糖受體以化學(xué)鍵形式特異性結(jié)合，介導(dǎo)細(xì)菌粘附宿主細(xì)胞，為進(jìn)一步入侵機(jī)體創(chuàng)造條件[15]。Hancox 等發(fā)現(xiàn)鼠傷寒沙門菌（S.typhimurium）fimH 基因突變能導(dǎo)致細(xì)菌出現(xiàn)不粘附且不產(chǎn)生Ⅰ型菌毛的表型[16]，Dibb-Fuller 研究了腸炎沙門菌野生型菌株和Ⅰ型菌毛缺失株對(duì)上皮細(xì)胞INT-407 的粘附和侵襲作用，發(fā)現(xiàn)Ⅰ型菌毛缺失株的粘附和侵襲能力都比野生型菌株弱[17]。因此筆者認(rèn)為FimH 作為菌毛粘附素蛋白對(duì)菌毛完整性和粘附功能都是必需的。

越來越多的研究顯示，不同宿主來源和不同血清型的Ⅰ型菌毛FimH 有高達(dá)99%的序列同源性，但微小的氨基酸序列差異就能顯著影響它們與甘露糖的結(jié)合。Kisiela 研究了33 個(gè)不同血清型沙門菌的FimH，比較了各FimH 的氨基酸序列差異，并且根據(jù)其對(duì)甘露糖化BSA 的粘附特性分為高粘附、低粘附和無粘附特性三類，整和三類沙門菌FimH 序列差異，系統(tǒng)分析后發(fā)現(xiàn)多數(shù)低粘附特性的FimH 在改變幾個(gè)特定的氨基酸后能轉(zhuǎn)變?yōu)楦哒掣教匦缘腇imH，高粘附特性的FimH 再改變幾個(gè)氨基酸殘基后轉(zhuǎn)變?yōu)闊o粘附特性[18]。筆者推測特殊的氨基酸變化可能影響FimH 多肽與其他Ⅰ型菌毛亞基的相互作用，從而影響菌毛合成，并改變細(xì)菌粘附特性。

Ⅰ型菌毛粘附蛋白FimH 的序列差異能改變菌毛對(duì)甘露糖受體的粘附特異性。通常，雞傷寒沙門菌（S. gallinarum）Ⅰ型菌毛是甘露糖耐受（Mannose resistance，MR）菌毛，在凝集紅細(xì)胞和酵母細(xì)胞時(shí)不能被D-甘露糖抑制。然而當(dāng)雞傷寒沙門菌Ⅰ型菌毛FimH 粘附素第78 位氨基酸從蘇氨酸突變?yōu)楫惲涟彼岷?，?dǎo)致菌毛MR 結(jié)合特性喪失[19]。Guo 等人研究發(fā)現(xiàn)雞傷寒沙門菌Ⅰ型菌毛FimH 粘附素MR 表型改變能夠?qū)е戮荏w特異性的變化[20]。腸炎沙門菌（S. enteritidis）的Fim 菌毛是甘露糖敏感（Mannose sensitive，MS）菌毛，可以介導(dǎo)甘露糖敏感血凝反應(yīng)，表達(dá)FimHS.Enteritidis的雞傷寒沙門菌感染雞過程中，肝臟、脾臟和盲腸的細(xì)菌定植量減少，甚至沒有細(xì)菌定植[21]，再次證明了fimH 等位基因特殊氨基酸變異在沙門菌宿主細(xì)胞特異性方面有顯著影響[22]。有研究發(fā)現(xiàn)，Ⅰ型菌毛粘附蛋白FimH 的序列差異能決定各種血清型沙門菌對(duì)不同物種和組織細(xì)胞的粘附趨向性[23]，并以宿主特異性方式介導(dǎo)沙門菌與特定細(xì)胞系的結(jié)合。在最近的一項(xiàng)研究中，Yue 等人收集了1848 株不同宿主來源的沙門菌，發(fā)現(xiàn)豬來源的豬傷寒沙門菌（S.typhisuis）和豬霍亂沙門菌（S.choleraesuis）的FimH 能更好地結(jié)合豬IPEC-1 和IPEC-J2 細(xì)胞，而人來源的傷寒沙門菌（S. typhi）和紐波特沙門菌（S. newport）的FimH 能更好地結(jié)合人源的RKO、HCT116 和Caco-2 細(xì)胞，牛來源的都柏林沙門菌（S.dublin）的FimH 更好地結(jié)合牛C8 和CMS細(xì)胞，家禽來源的雞傷寒沙門菌FimH 更好地結(jié)合禽類LMH 細(xì)胞[24]。另外，Schifferli 研究小組分析了從牛、豬和人宿主分離的紐波特沙門菌菌株fimH 等位基因變體，并比較細(xì)菌對(duì)相同宿主來源細(xì)胞系的粘附作用[25-26]。結(jié)果表明，牛和豬來源的紐波特沙門菌的FimH 變體，第15 位氨基酸為苯丙氨酸，第32 位為丙氨酸，第89 位為精氨酸，與牛源（CMS，J8）和豬源（IPEC-J2）的細(xì)胞系結(jié)合更好；人源紐波特沙門菌的FimH 的第15 位氨基酸為亮氨酸，第32位為纈氨酸，第89 位為谷氨酰胺，其與人源細(xì)胞系（RKO，Caco-2）的結(jié)合比牛源或豬源細(xì)胞系更好。

2.2 Ⅰ型菌毛參與生物被膜形成細(xì)菌生物被膜（Biofilm）是指細(xì)菌附著于物體表面，分泌大量多聚糖基質(zhì)和蛋白并將自身包繞其中而形成的生物群落。形成生物被膜的細(xì)菌比游離細(xì)菌具有更強(qiáng)的耐藥性，并且能吸引游離的細(xì)菌，迅速擴(kuò)大容量并由此向外傳播，常常導(dǎo)致感染遷延不愈和急性發(fā)作[27]。Ledeboer等發(fā)現(xiàn)鼠傷寒沙門菌BJ2710 fimH 基因缺失株在HEp-2 細(xì)胞上不能形成生物被膜，也不能在雞腸道組織上形成生物被膜[28]。因此，Ⅰ型菌毛對(duì)沙門菌在細(xì)胞和組織上生物被膜的形成有較大作用。

沙門菌有1 000 多個(gè)不同血清型，但是這些血清型中fimH 的等位基因的變異程度目前尚不清楚。Dwyer 等分析了來自14 種不同沙門菌血清型的fimH等位基因差異，與菌株SL1344 的FimH 相比，各個(gè)血清型FimH 都存在氨基酸差異，而且各血清型的變化都不相同。作者還比較了Ⅰ型菌毛介導(dǎo)的細(xì)菌在甘露糖化蛋白Man-BSA 上形成生物被膜的能力，發(fā)現(xiàn)僅有4 個(gè)菌株（3 株鼠傷寒血清型，1 株紐波特血清型）的FimH 能促進(jìn)細(xì)菌在Man-BSA 上形成生物被膜。另外，鼠傷寒沙門菌菌株8704 和鴨傷寒沙門菌（S.anatum）兩者FimH 僅有5 個(gè)氨基酸的差異，在感染Hep-2 細(xì)胞24 h 后表達(dá)菌株8704 FimH 的SL1344 能形成大面積的生物被膜，但是表達(dá)鴨傷寒沙門菌FimH 的SL1344 只形成少部分的生物被膜[29]。

鼠傷寒沙門菌SL1344 和LB5010 的FimH 只有兩個(gè)氨基酸不同，位于第61 和118 位。Boddicker 發(fā)現(xiàn)菌株LB5010 在HEP-2 細(xì)胞上培養(yǎng)48 h 后能形成廣泛的生物被膜，但是SL1344 菌株在HEP-2 細(xì)胞上幾乎沒有檢測到。當(dāng)SL1344 菌株FimH 第61 位甘氨酸和第118 位苯丙氨酸分別替換為和LB5010 FimH 一樣的丙氨酸和絲氨酸后，感染HEP-2 單層細(xì)胞24 h后能形成大量的生物被膜。若只將SL1344 菌株FimH 第118 位定點(diǎn)突變，感染HEP-2 細(xì)胞能形成少量分散的生物被膜；只將FimH 第61 位定點(diǎn)突變，出現(xiàn)較廣泛的生物被膜，而且比野生株和只突變第118 位氨基酸的菌株范圍廣泛。小鼠感染實(shí)驗(yàn)的結(jié)果和細(xì)胞實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，這些結(jié)果表明FimH 第61位氨基酸的差異影響細(xì)菌在Hep-2 細(xì)胞和生物體腸道上皮組織上形成生物被膜，第118 位氨基酸的差異則起到協(xié)同促進(jìn)作用[30]。生物被膜的形成過程復(fù)雜，受多種因素的影響，但首先需要菌毛幫助菌體粘附并固定到合適的位置，再形成生物被膜。因此，筆者認(rèn)為沙門菌Ⅰ型菌毛可能是通過粘附特性差異對(duì)生物被膜產(chǎn)生影響的。

2.3 Ⅰ型菌毛誘導(dǎo)宿主先天免疫反應(yīng)鼠傷寒沙門菌經(jīng)口腔感染后定植于小腸，最先被M 細(xì)胞（Membranous/Microfold cell）攝取。M 細(xì)胞存在于淋巴濾泡上皮之間，與腸道上皮細(xì)胞緊密排列在一起形成上皮屏障，能通過胞吞作用將粘膜表面的抗原轉(zhuǎn)運(yùn)到組織淋巴系統(tǒng)中。Hase 等發(fā)現(xiàn)鼠傷寒沙門菌I型菌毛FimH 能特異性結(jié)合M 細(xì)胞膜上的轉(zhuǎn)胞吞作用受體糖蛋白2（Glycoprotein 2，GP2），細(xì)菌FimH或宿主GP2 缺失都能導(dǎo)致M 細(xì)胞胞吞細(xì)菌作用消失，從而導(dǎo)致派爾氏集合淋巴結(jié)中抗原特異性免疫應(yīng)答減弱[31]。因此，F(xiàn)imH 對(duì)M 細(xì)胞攝取沙門菌是必需的，并且影響特異性粘膜免疫應(yīng)答反應(yīng)。Guo 等研究表明樹突狀細(xì)胞（Dendritic cells，DC）通過與沙門細(xì)菌Ⅰ型菌毛粘附素FimH 相互作用從而靶向鼠傷寒沙門菌進(jìn)行細(xì)胞攝取[32]。DC 細(xì)胞是機(jī)體功能最強(qiáng)的專職抗原遞呈細(xì)胞（Antigen presenting cells,APC），它能高效地?cái)z取、加工處理并遞呈抗原給T細(xì)胞，構(gòu)成了先天免疫和適應(yīng)性免疫之間的聯(lián)系。表達(dá)Ⅰ型菌毛的鼠傷寒沙門菌比沒有Ⅰ型菌毛表達(dá)的fimH 突變菌株粘附鼠骨髓源DC 細(xì)胞的能力更強(qiáng)，且fimH 突變菌株與DC 細(xì)胞的結(jié)合和內(nèi)化都減弱。所以細(xì)菌在與DC 細(xì)胞相互作用時(shí)需要FimH 存在，即FimH 是聯(lián)系宿主抵抗沙門菌先天免疫和適應(yīng)性免疫的重要因子。

FimH 是先天抗菌反應(yīng)的有效誘導(dǎo)劑，通過粘膜表面的Toll 樣受體-4（Toll-like receptors-4，TLR4）發(fā)出不同的信號(hào)[33]。Uchiya 等發(fā)現(xiàn)感染fimH 突變株的巨噬細(xì)胞中白細(xì)胞介素-1β（IL-1β）mRNA 水平低于感染野生型沙門菌的巨噬細(xì)胞。FimH 重組蛋白處理后的巨噬細(xì)胞能激活絲裂原活化蛋白激酶（Mitogen-activated protein kinase）和核轉(zhuǎn)錄因子kappa B（Nuclear factor-kappa B，NF-κB）信號(hào)傳導(dǎo)途徑，導(dǎo)致IL-1β 和其他促炎細(xì)胞因子，如白介素-6（IL-6）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）的表達(dá)。Kuzminska 等研究發(fā)現(xiàn)，野生腸炎沙門菌感染鼠腸細(xì)胞ICE-1 分 泌 的IL-1b、IL-6、IL-10 和IL-12b 細(xì) 胞 因子水平比感染fimH::kan 突變菌株的更高[34]。TLR4 對(duì)革蘭氏陰性菌脂多糖LPS 的有效識(shí)別需要LPS 結(jié)合蛋白CD14 和活化蛋白MD-2 組成信號(hào)復(fù)合物MD-2/CD14，通過MD-2/CD14 協(xié)同作用，使LPS 作用于TLR4，從而誘導(dǎo)隨后的信號(hào)響應(yīng)[35]。Uchiya 的研究結(jié)果顯示MD-2/CD14 對(duì)介導(dǎo)沙門菌FimH-TLR4 相互作用是必需的，F(xiàn)imH只能刺激TLR4和MD-2/CD14都表達(dá)的HEK293 細(xì)胞，不能刺激僅表達(dá)TLR4的HEK293 細(xì) 胞。此 外，F(xiàn)imH 誘 導(dǎo)IL-1β 表 達(dá) 能被TLR4 抑制劑TAK-242 所抑制。上述結(jié)果證明鼠傷寒沙門菌FimH 是一種病原相關(guān)分子模式（Pathogen-associated molecular patterns，PAMP）， 在MD-2 和CD14 同時(shí)存在時(shí)才被TLR4 識(shí)別，并在沙門菌感染巨噬細(xì)胞中對(duì)促炎細(xì)胞因子的表達(dá)起重要作用[36]。

最近，有研究者通過X 射線衍射解析了FimA 蛋白晶體結(jié)構(gòu)，并發(fā)現(xiàn)FimA 能作為上皮細(xì)胞凋亡的抑制劑[37]。細(xì)胞凋亡是多細(xì)胞生物抑制胞內(nèi)病毒和細(xì)菌病原體繁殖的重要先天反應(yīng)。為了成功感染宿主，細(xì)菌病原體通過抑制感染期間宿主細(xì)胞的凋亡信號(hào)傳導(dǎo)來對(duì)抗宿主細(xì)胞的凋亡反應(yīng)[38-39]。線粒體外膜透化（Mitochondrial outer membrane permeabilization，MOMP）是細(xì)胞凋亡過程中細(xì)胞色素c 從線粒體釋放到胞質(zhì)溶膠的最關(guān)鍵也是最后一步[40]。Bax（BCL-2 associated x protein）是Bcl-2（B-cell CLL/Lymphoma 2）促凋亡蛋白家族的成員之一，在誘導(dǎo)細(xì)胞凋亡時(shí)位于或轉(zhuǎn)移到線粒體外膜，并負(fù)責(zé)創(chuàng)建釋放細(xì)胞色素c 的蛋白孔道來穿透線粒體外膜[41]。Sukumaran 等揭示了沙門菌Ⅰ型菌毛蛋白FimA 參與的抗細(xì)胞凋亡機(jī)制[42]。他們研究發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定表達(dá)FimA 的HCT116 人結(jié)腸癌細(xì)胞在凋亡刺激下Bax 與線粒體外膜的整合延遲，說明菌毛蛋白FimA 能有效抑制Bax介導(dǎo)的線粒體細(xì)胞色素c 的釋放。電壓依賴性陰離子通道（Voltage-dependent anion channel，VDAC）是線粒體外膜上控制物質(zhì)進(jìn)出的通道，在凋亡信號(hào)刺激下能與Bax 形成VDAC-Bax 通道[43]，促進(jìn)細(xì)胞色素c 釋放。在細(xì)菌感染早期階段，F(xiàn)imA 通過與線粒體外膜上的VDAC 結(jié)合而靶向線粒體。FimA 能增強(qiáng)VDAC 與己糖激酶（Hexokinase，HK）的相互作用，防止由凋亡刺激引發(fā)的VDAC-HK 解離，抑制VDAC-Bax 通道形成從而抗細(xì)胞凋亡。

2.4 Ⅰ型菌毛的表達(dá)與調(diào)控在沙門菌Ⅰ型菌毛合成過程中，有3 個(gè)主要的調(diào)節(jié)蛋白FimZ、FimY 和FimW（圖3）。FimZ 和FimY 能單獨(dú)地正向激活fimA啟動(dòng)子（PfimA），并且可以形成FimY-FimZ 蛋白復(fù)合物以調(diào)節(jié)其他菌毛基因[44]，F(xiàn)imW 通過抑制fimZ 的轉(zhuǎn)錄來下調(diào)fim 基因表達(dá)。fimU 編碼稀有精氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)RNA tRNAArg，fimU 的缺失能抑制FimY 的翻譯，從而抑制Ⅰ型菌毛產(chǎn)生。新發(fā)現(xiàn)的調(diào)控基因stm0551 位于fimY和fimW之間，對(duì)Ⅰ型菌毛起負(fù)調(diào)節(jié)作用。另外，其他因子如亮氨酸應(yīng)答調(diào)節(jié)蛋白（Leucine-responsive regulatory protein，Lrp）也能參與Ⅰ型菌毛的調(diào)控表達(dá)[45]。

圖3 Fim 菌毛調(diào)控通路Fig.3 Regulatory pathway of type I fimbriae

FimZ 是Ⅰ型菌毛表達(dá)的主要激活因子，能直接結(jié)合到fimA 啟動(dòng)子區(qū)域。Yeh 的研究證實(shí)FimZ 是Ⅰ型菌毛軸亞單位FimA 表達(dá)所必需的，fimZ 的突變能減少FimA 的表達(dá)[46]，他們還發(fā)現(xiàn)FimZ 的結(jié)合位點(diǎn)在fimA 轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)上游第47 至98 個(gè)核苷酸之間，該區(qū)域存在一對(duì)7 bp 的串聯(lián)重疊序列。另外，在fimZ 轉(zhuǎn)錄起始位點(diǎn)也存在相同的串聯(lián)重疊序列，說明FimZ 可能也參與調(diào)節(jié)自身表達(dá)，但這種調(diào)節(jié)機(jī)制尚不明確。有研究發(fā)現(xiàn)Lrp 能調(diào)控FimZ，從而間接影響鼠傷寒沙門菌Ⅰ型菌毛合成[45]。此外，鼠傷寒沙門菌中FimZ 的過表達(dá)會(huì)導(dǎo)致鞭毛操縱子flhDC的下調(diào)，使細(xì)菌缺乏運(yùn)動(dòng)性[11,47]。Wang 等發(fā)現(xiàn)FimZ和FimY 之間存在物理上的蛋白質(zhì)相互作用，他們認(rèn)為在Ⅰ型菌毛的調(diào)節(jié)通路中，F(xiàn)imY 作為DNA 結(jié)合蛋白激活fimZ，并且可形成FimY-FimZ 蛋白復(fù)合物以調(diào)節(jié)其他fim 基因表達(dá)，并且發(fā)現(xiàn)fimY 基因缺失株的Ⅰ型菌毛軸亞單位蛋白FimA 表達(dá)量下降，和fimZ 突變株相似[44]。

FimW 是沙門菌Ⅰ型菌毛的負(fù)調(diào)控因子，能對(duì)FimZ 起到干擾作用[48]。Zeine 提出，F(xiàn)imW 與FimZ 存在直接相互作用，能通過阻止FimZ 與fimA 啟動(dòng)子結(jié)合來下調(diào)Ⅰ型菌毛表達(dá)[49]。Saini 認(rèn)為，F(xiàn)imZ、FimY和FimW 三者存在負(fù)反饋通路[12]，兩個(gè)Ⅰ型菌毛激活因子FimZ 和FimY 的表達(dá)由FimW 負(fù)向控制，但其確切機(jī)制尚未闡明。Wang 等研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)沙門菌LB5010 感染巨噬細(xì)胞RAW264.7 后，侵襲到細(xì)胞內(nèi)的菌體的fimA 和fimZ 基因轉(zhuǎn)錄水平降低，fimW 的轉(zhuǎn)錄水平上升，fimY 不變[50]，這些結(jié)果和上述結(jié)論一致。

沙門菌Ⅰ型菌毛基因簇中fimU 編碼tRNAArg[51]，在菌毛蛋白翻譯過程中產(chǎn)生作用。fimY 中有許多由tRNAArg識(shí)別的稀有精氨酸密碼子（AGA），fimY mRNA 的 翻 譯 強(qiáng) 烈 依 賴 于tRNAarg 的 存 在[52]。fimU 的缺失能抑制FimY 的翻譯，從而抑制鼠傷寒沙門菌中的Ⅰ型菌毛合成。另外，位于fimY 和fimW 之間的新基因stm0551，編碼磷酸二酯酶（PDE），對(duì)鼠傷寒沙門菌Ⅰ型菌毛起負(fù)調(diào)節(jié)作用[53]。

3 展 望

目前為止，有關(guān)沙門菌Ⅰ型菌毛功能的研究近幾年雖陸續(xù)有相關(guān)文章報(bào)道，但是相比較大腸桿菌Ⅰ型菌毛結(jié)構(gòu)和功能的研究，仍有許多問題值得深入研究，本實(shí)驗(yàn)室表達(dá)了沙門菌Fim 菌毛的多個(gè)結(jié)構(gòu)蛋白并制備了多抗血清，為后期菌毛蛋白結(jié)晶和晶體結(jié)構(gòu)的解析打下良好基礎(chǔ)。Rafal 等總結(jié)了20 多項(xiàng)沙門菌Ⅰ型菌毛和動(dòng)物感染模型的研究結(jié)果[54]，發(fā)現(xiàn)Ⅰ型菌毛缺失株在感染小鼠時(shí)毒力增強(qiáng)，這和本實(shí)驗(yàn)室fimH 基因缺失株感染秀麗隱桿線蟲（Caenorhabditis elegans）的實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致，該結(jié)果是由細(xì)菌其他毒力因子如生物被膜相關(guān)基因的表達(dá)上調(diào)引起的，但具體機(jī)制還有待探究。另外，沙門菌Ⅰ型菌毛粘附素FimH 參與先天免疫應(yīng)答的多個(gè)過程，還具有粘膜佐劑的能力[55]，值得更深層次挖掘開發(fā)。對(duì)沙門菌Ⅰ型菌毛進(jìn)行深入系統(tǒng)地研究有助于揭示其相關(guān)生物信息和作用機(jī)制，這將對(duì)未來沙門菌的防控和利用發(fā)揮著重要作用。