Abstract:
Salmonella is an important foodborne pathogen that can evade host immune defense by evolving unique mechanisms.
Salmonella manipulate host cell various signaling pathways by delivering specific effectors into target cells to establish
infection. The nuclear factor-κB (NF-κB) is an important nuclear transcription factor that regulates the host immune system
in Salmonella infection. The Salmonella pathogenicity island 1 (SPI-1) and Salmonella pathogenicity island 2 (SPI-2) encode
type III secretion systems (T3SSs), effectors that are associated with the NF-κB signaling pathway through regulate host
inflammation response. SPI-1 effectors SipA, SopE, SopE2, and SopB all can activate NF-κB signaling pathway to facilitate
Salmonella invasion and intracellular carriage. Studies have shown that T3SS1 and/or T3SS2 effectors such as GtgA,
GogA and PipA contain two histidine residues and have metalloprotease activity to control Salmonella replication. These
zinc metalloproteases redundantly target the NF-κB subunits p65, RelB, and c-Rel, whereas GogA and GtgA only inhibit
NF-κB-dependent gene transcription. The T3SS2 effectors SseK1, SseK2, and SseK3 are death domain-containing proteins
with N-linked glycosyltransferase characteristics that can inhibit NF-κB activity by inhibiting IκBα phosphorylation in TNF α-treated 293ET cells. Among them, SseK1 and SseK3 also suppress Salmonella-induced NF-κB activity in macrophages.
SseK3-mediated inhibition of the NF-B signaling pathway is not required for protein 32 containing a tripartite E3-ubiquitin
ligase motif. In addition, the SPI-2 T3SS effector SpvD inhibits NF-κB activity by preventing nuclear translocation of p65
through interaction with Exportin-2, but this does not affect IκBα degradation, which ultimately leads to systemic Salmonella
growth. However, other effectors SptP, AvrA, IpaJ, SspH1, GtgA, GogA, and SPI-2 encoded SseL, SpvB, SseK1, and GogB
all can effectively inhibit NF-κB signaling pathway, and contribute to Salmonella intracellular replication and virulence. In
this mini-review, we summarize the special mechanism how NF-κB signaling pathway is regulated by Salmonella T3SSs
effectors in the persistent infection of Salmonella, which will further elucidate the pathogenesis of Salmonella.
Description:
Сальмонела є важливим харчовим патогеном, який може уникати імунного захисту хазяїна за допомогою унікальних механізмів. Сальмонели маніпулюють різними сигнальними шляхами клітини-господаря, доставляючи
специфічні ефектори в клітини-мішені для встановлення інфекції. Ядерний фактор-κB (NF-κB) є важливим ядерним фактором транскрипції, який регулює імунну систему хазяїна при зараженні Salmonella. Острівець патогенності сальмонели 1 (SPI-1) і острівець патогенності сальмонели 2 (SPI-2) кодують системи секреції III типу
(T3SSs), ефектори, які пов’язані з сигнальним шляхом NF-κB через регуляцію запальної реакції господаря. Дослідження показали, що ефектори T3SS1 та/або T3SS2, такі як GtgA, GogA та PipA, містять два залишки гістидину
та мають металопротеазну активність для контролю реплікації Salmonella. Ці металопротеази цинку надмірно
націлені на NF-κB субодиниці p65, RelB і c-Rel, тоді як GogA і GtgA лише інгібують NF-κB-залежну транскрипцію
гена. Ефектори T3SS2 SseK1, SseK2 і SseK3 є білками, що містять домен смерті з характеристиками N-пов’язаної глікозилтрансферази, які можуть пригнічувати активність NF-κB шляхом інгібування фосфорилювання IκBα
в клітинах 293ET, оброблених TNF-α. Серед них SseK1 і SseK3 також пригнічують індуковану Salmonella NF-κB
активність у макрофагах. SseK3-опосередковане інгібування сигнального шляху NF-B не вимагається для білка
32, що містить тристоронній E3-убіквітинлігазний мотив. Крім того, ефектор SPI-2 T3SS SpvD інгібує активність NF-κB, запобігаючи ядерній транслокації p65 через взаємодію з Exportin-2, але це не впливає на деградацію
IκBα, що в кінцевому підсумку призводить до системного росту сальмонели. Ефектори SPI-1 SipA, SopE, SopE2 і SopB можуть активувати сигнальний шлях NF-κB, щоб сприяти інвазії Salmonella та внутрішньоклітинному
переноснику. Однак інші ефектори SptP, AvrA, IpaJ, SspH1, GtgA, GogA та SPI-2, кодовані SseL, SpvB, SseK1 та
GogB, можуть ефективно інгібувати шлях передачі сигналів NF-κB та сприяти внутрішньоклітинній реплікації
та вірулентності Salmonella. У цьому міні-огляді ми підсумовуємо спеціальний механізм того, як сигнальний шлях
NF-κB регулюється ефекторами T3SSs Salmonella при персистуючій інфекції Salmonella, що дозволить додатково з’ясувати патогенез Salmonella.