课题基金 / 基金详情

沙门氏菌通过调节巨噬细胞糖代谢增强在细胞内复制和致病性的机制研究

批准号:
32070133
项目类别:
面上项目
资助金额:
58.0 万元
负责人:
冯露
依托单位:
学科分类:
病原细菌学
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
冯露

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
致病菌和宿主细胞的相互作用与疾病发展密切相关。沙门氏菌是一种重要的人类致病菌,能引起肠炎和系统性疾病。在巨噬细胞内复制是沙门氏菌引起系统性感染的关键步骤。然而,沙门氏菌如何与巨噬细胞在代谢水平上相互作用以促进其胞内复制尚不清楚。在前期工作中,我们发现沙门氏菌感染后能特异性诱导巨噬细胞糖代谢的改变,在提高巨噬细胞糖酵解水平的同时降低糖酵解中间产物合成丝氨酸的水平,造成细胞内糖酵解中间产物的积累,并证实这种代谢方式有利于沙门氏菌在巨噬细胞内的复制和致病性。本研究在前期工作基础上,拟结合多组学分析技术和多种分子生物学实验技术,进一步探究相关的分子机制。包括两个方面:第一,揭示有利于沙门氏菌复制的巨噬细胞糖酵解中间产物,阐明与中间产物转运相关的调节网络;第二,揭示沙门氏菌抑制巨噬细胞丝氨酸合成途径的分子机制。研究结果对于全面理解沙门氏菌的致病机理及其与宿主的相互作用机制具有重要意义。
英文摘要
Host-pathogen interactions are closely related to disease development. Salmonella is an important intracellular pathogen, causing gastroenteritis and systemic disease in humans. Salmonella survival and replication in macrophages is essential for the establishment of systemic disease in the host. However, how Salmonella interacts with macrophages at metabolic levels to promote its intracellular replication is unclear. In our preliminary work, we found that Salmonella can specifically modulate macrophage glucose metabolism, by up-regulating glycolysis and, at the same time, down-regulating the synthesis of serine from glycolytic intermediate 3-phosphoglycerate, resulting in the accumulation of glycolytic intermediates in the infected macrophages. We further confirmed that this Salmonella-driven macrophage metabolic reprogram contributes to Salmonella intracellular replication and systemic infection. This work will further investigate the underlying mechanisms, using multiple molecular techniques, from the following two aspects. First, to investigate which glycolytic intermediates contribute to Salmonella intracellular replication, and the regulatory network related to the uptake of these glycolytic intermediates. Second, to investigate the mechanism utilized by Salmonella to repress macrophage serine synthesis pathway. This work will significantly enhance our understanding on the pathogenesis of Salmonella and the mechanisms of Salmonella-host interactions.
病原菌与宿主细胞在代谢水平上的相互作用对病原菌的致病性至关重要。宿主细胞在感染时可通过调整代谢途径来增强抵抗和清除病原菌的能力;而一些病原菌则可通过不同的机制操控宿主细胞代谢,促进其自身生存。沙门氏菌可引起肠炎和致死性的系统性感染、严重危害人类健康,每年在全球引起超过1.1亿病例、导致约35万人死亡。在宿主的巨噬细胞内生存和复制是沙门氏菌引起系统性疾病的关键步骤。然而,沙门氏菌如何与巨噬细胞在代谢水平上相互作用及相关的分子机制尚不清楚,这也是病原菌致病机制研究领域有待突破的前沿热点和难点。本项目结合靶向代谢组、细胞能量代谢分析、转录组分析及其它多种先进的分子生物学技术,解析了沙门氏菌对巨噬细胞糖代谢的影响以及巨噬细胞糖代谢变化影响沙门氏菌致病性的分子机制。结果发现,沙门氏菌能通过一个三型分泌系统效应蛋白SopE2操控巨噬细胞的糖代谢重编程,在提高细胞糖酵解水平的同时降低丝氨酸合成水平,造成细胞内糖酵解中间产物的积累。进一步研究发现,一方面在该过程中巨噬细胞内积累的3-磷酸甘油酸可被沙门氏菌作为碳源吸收利用,从而促进其在细胞内的复制;另一方面,巨噬细胞内积累的丙酮酸和乳酸盐可作为信号分子激活沙门氏菌毒力因子的表达。动物实验显示突变沙门氏菌中对糖酵解中间产物的转运系统和信号感受系统能显著降低沙门氏菌的致病能力。另外,我们发现以人类为唯一宿主、引起人类伤寒病的伤寒沙门氏菌能诱导人巨噬细胞的糖代谢重编程,促进巨噬细胞内积累葡萄糖。而伤寒沙门氏菌能利用细胞内积累的葡萄糖作为营养以促进其在细胞内的复制能力。本项目研究结果对于全面理解沙门氏菌的致病机理及其与宿主的相互作用机制具有重要意义,同时也可为该菌的防治和相关疫苗的开发提供重要的理论支撑。
鼠伤寒沙门氏菌的宿主特异性和致病性进化机制研究
  • 批准号:
    81871624
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    57.0万元
  • 批准年份:
    2018
  • 负责人:
    冯露
  • 依托单位:
大肠杆菌O157:H7 基因组中大量O岛对细菌致病性影响的系统分析及相关作用机理的研究
  • 批准号:
    31470194
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    88.0万元
  • 批准年份:
    2014
  • 负责人:
    冯露
  • 依托单位:
海洋石油细菌T7-7降解烷烃的分子机制的研究和功能优化
  • 批准号:
    31270133
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    80.0万元
  • 批准年份:
    2012
  • 负责人:
    冯露
  • 依托单位:
克雷伯氏菌荚膜多糖抗原多样性的遗传基础的研究及分子分型方法的建立
  • 批准号:
    81071392
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    35.0万元
  • 批准年份:
    2010
  • 负责人:
    冯露
  • 依托单位:
国内基金
海外基金