T3SS通过ERK/ROS信号通路促进铜绿假单胞菌侵袭肺上皮细胞的作用

目的探究Ⅲ型分泌型系统(type three secretion system,T3SS)在调控铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa,PA)侵袭肺上皮细胞中的作用及具体机制。方法采用PA菌株感染人非小细胞肺癌A549细胞,分为未处理组、PAO1(PA实验室标准菌株)组、△exsA(缺失与T3SS转录激活相关的基因exsA)组、△pscJ(缺失与T3SS蛋白分泌相关基因pscJ)组和PAO1-E(经EGTA诱导后高表达T3SS基因)感染组。采用U0126抑制A549细胞ERK活性或通过apocynin(APO)/N-acetyl-L-cysteine(NAC)抑制A549细胞活性氧(reactive oxygen species,ROS)产生并随后感染PAO1或PAO1-E菌株,分为未处理组、PAO1或PAO1-E感染组、抑制剂处理组,以及抑制剂联合PAO1或PAO1-E感染组。选用庆大霉素杀伤胞外细菌并将细胞裂解液倍比稀释后涂布PA筛选平板,通过计数菌落形成单位(CFUs),明确PA感染后细胞内的细菌量;通过荧光探针标记以及流式细胞术检测感染后细胞内ROS水平;通过Western blot检测感染后ERK通路的活化情况。结果与PAO1感染组相比,△exsA和△pscJ感染组的细胞内细菌量减少(P<0.05,P<0.01),且伴随ROS产生减少(P<0.01),而PAO1-E感染组则呈现相反趋势(P<0.01)。PAO1或PAO1-E感染联合APO/NAC处理组的细胞内细菌量明显低于PAO1或PAO1-E感染组(P<0.01)。相较PAO1感染组,△exsA和△pscJ感染组的ERK磷酸化水平增加(P<0.01),而PAO1-E感染组的ERK磷酸化降低(P<0.01)。与PAO1感染组相比,PAO1联合U0126处理组的细胞ERK磷酸化水平降低,伴随ROS产生以及细胞内细菌量增加(P<0.01)。结论T3SS介导ERK通路抑制可通过促进肺上皮细胞ROS产生,增加PA对肺上皮细胞侵袭。