Molekylära mekanismer för gastrisk epitelial cellvidhäftning och injektion av CagA av Helicobacter pylori

molekylära mekanismer för gastrisk epitelial cellvidhäftning och injektion av CagA från Helicobacter pylori
Abstract
Helicobacter pylori
är en mycket framgångsrik patogen unikt anpassade att kolonisera människor. Gastric infektioner med denna bakterie kan inducera patologi som sträcker sig från kronisk gastrit och magsår till magcancer. Mer virulent H. pylori
isolat hysa ett stort antal välkända adhesiner (BabA /B, Saba, ALPA /B, OipA och HopZ) och cag
(cellgift associerade gener) patogenicitet ö som kodar för en typ IV sekretionssystem (T4SS). Adhesinerna upprätta tät bakteriell kontakt med värd målceller och T4SS representerar en nålliknande pilus anordning för leverans av effektorproteiner in i värd målceller såsom CagA. BabA och Saba binder till blodgruppsantigen och sialylerade proteinerna respektive, och en serie av T4SS komponenter innefattande Cagi, CAGL, CagY och CagA har visat sig rikta grin β 1-receptorn följt av injektion av CagA tvärs värdcellmembranet . Interaktionen mellan CagA med membran förankrade fosfatidylserin kan också spela en roll i leveransprocessen. Även om betydande framsteg har gjorts i vår nuvarande kunskap om många av ovanstående faktorer, värdcellreceptorer för OipA, HopZ och ALPA /B under infektion är fortfarande okänd. Här granskar vi de senaste framstegen i karakterisera samspelet mellan de olika adhesiner och strukturella T4SS proteiner med värdcellfaktorer. Bidraget från dessa interaktioner till H. pylori
kolonisering och patogenes diskuteras.
Nyckelord
Helicobacter pylori
vidhäftning adhesin integrinreceptor typ signalering IV sekre Introduktion
H. pylori
koloniserar magsäcken hos omkring hälften av den mänskliga världens befolkning, som är associerad med kronisk, ofta asymtomatisk gastrit i alla infekterade individer. Beroende på olika kriterier, kan mer allvarliga magsjukdomar inklusive magsår inträffa i upp till 10-15% av smittade personer [1-3]. H. pylori
infektioner vanligen diagnostiseras med en stark inflammatorisk respons, men bakterierna utvecklats många mekanismer under evolutionen för att undvika erkännande och godkännande av värdförsvars maskinerier, och om det inte behandlas med antibiotika, kan de kvarstår för livet. H. pylori
-inducerad gastrit är den starkaste singular riskfaktor för att utveckla cancer i magen; dock bara en liten del av infekterade individer utvecklar malignitet såsom slemhinna associerad lymfoid vävnad (MALT) lymfom och även magcancer [1-3]. Magcancer utgör den näst vanligaste orsaken till cancerrelaterad död i hela världen, och omkring 700.000 människor dör av denna malignitet årligen [3]. Det kliniska resultatet av infektion med H. pylori
är beroende av en mycket komplext scenario av värdpatogen överhörning. Sjukdomsprogression bestäms av olika faktorer, inklusive genetiska anlag hos värden, den bakteriella genotypen och miljöparametrar [1-3]. De cellulära och molekylära mekanismer som utvecklats av H. pylori
att underminera värdförsvarsstrategier har varit under intensiv undersökning i hela världen.
Kliniska H. pylori
stammar är mycket varierande både i sin genetiska information och potential att inducera patogenitet. Myriader av bakteriella faktorer har rapporterats att påverka patogenesen av H. pylori
infektioner. Det finns två klassiska virulensdeterminanter som uttrycks av H. pylori
, den CagA-proteinet som kodas av cytotoxinet associerade gener patogenicitet ö (cag
PAI) och vakuoliserande cytotoxinet (VacA). Utsöndrad VacA kan utlösa olika responser, inklusive porbildning i värdcellmembranet, modifiering av endo-lysosomal trafficking, cellulär vakuolisering, immuncellhämning och apoptos. Vaca verksamhet är markerade i flera översiktsartiklar [1-4] och kommer inte att diskuteras här. I mitten av nittiotalet, till CAG
PAI var helt sekvenserades från olika H. pylori
stammar och fann representerar en 40-kb DNA-insättningselementet i kromosomen, som flankeras av 31-bp direkta upprepningar och bära upp 32 gener [5, 6]. Stort vetenskapligt intresse är inriktat på CagA-proteinet som är närvarande i mer virulenta isolat, men är vanligen frånvarande i mindre virulenta H. pylori
stammar. Således fungerar CagA som virulens markör för cag
PAI [7, 8]. Arbetet under de senaste tio åren har visat att CAG
PAI kodar typ-IV sekretionssystem (T4SS) som sprutar CagA i målceller där det stör flera värdcellsignalering kaskader [9, 10]. Andra väl beskrivna patogenicitet associerade mekanismer innefattar flagdriven bakterie rörlighet, ureas medierad neutralisering av pH, HtrA-klyvning av E-cadherin, modifiering av värdcell kolesterol, utsöndring av yttre membranvesiklar och peptidoglykan-beroende immunsvar [ ,,,0],1-3, 11-13]. Dessutom, H. pylori
bär flera klassiska ytan adhesiner tillåter tät vidhäftning av bakterier till gastric epitelceller. Här granskar vi de olika molekylära vidhäftnings strategier H. pylori sälja till gastric epithelial målceller som underlättar bakteriell bindning. Vi diskuterar också strukturen och funktionen av T4SS, och hur det kommer i kontakt med värdcellytan faktorer att injicera CagA effektorprotein.
Rollen av den klassiska H. pylori
adhesiner
Intensiv forskning under senare år har visat att H. pylori
kodar för en bred uppsättning av olika adhesionsfaktorer, för en del av vilken den motsvarande värdcellreceptor (er) har identifierats (Tabell 1). H. pylori
genomen från olika stammar innehåller mer än 30 gener som kodar yttermembranproteiner (OMP) som har delats in i Hop (Helicobacter
yttermembran poriner) och Hor (hop relaterade) grupper. Hop familj av proteiner innehåller flera väl beskrivna adhesiner av H. pylori
såsom Baba, Saba, ALPA /B, HopZ och OipA. Men bland kliniska stammar av H. pylori
stor mångfald i uttryck av OMP existerar. Detta är tänkt att spegla en selektionstryck för bakteriell vidhäftning som kan skilja sig både mellan och inom infekterade individer över tiden. Det har visats att vissa av de klassiska adhesionsmolekyler som diskuteras nedan agerar i samband med faktorer från cag
PAI för att kapar flera värdcellprocesser inkluderande förändrad transkription, cytoskelettala omlagringar, öppnande av cell-till-cellkontakter, insättande av inflammation och andra som sammanfattats i en förenklad modell (Figur 1A) .table 1 Kännetecken för cag
PAI oberoende och cag
PAI-beroende värdcellvidhäftning factorsa
Bacterial faktor
Rapporterat värd receptor
cellsystem som används
H. pylori
stammar används
Tillämpad metoder
Referenser
BabA
fukosylerad blodgruppsantigener Leb, och H1
Mänskliga gastric vävnadssnitt
P466 , CCUG17875, A5, M019, 26695
RIA, Receptor förskjutning asssay, Scatchard-analys,
[14]
Leb, H1, A, Aleb och Bleb -
P466, CCUG17875, J99
Overlay bindningsstudier med radiomärkta glykokonjugat
[15]
Babb
Unknown -
- Omdömen - -
SabA
sialylerade dimer Lewis x, Sialyl Lea antigen
Human och apa gastric vävnadssnitt
CCUG17875, J99, 26695, SM165, WU12
RIA och Scatchard-analys
[26]
laminin -
J99
Glycoconjugate array bindningsstudier
[30]
OipA
Okända
AGS, KATO-III
B128, G27
Bakteriella vidhäftningsanalyser
[37]
ALPA /B
laminin -
26695, SS1
Flödescytometri, Biacore bindningsstudier, yta adherensanalysen
[33]
HopZ
Okänd
AGS
ATCC43504, 342, 326/01
AGS celladhesionsanalyser
[39]
CagA
β1 integrin
GE11 vs. GE11β1
P12
Y2H, PD med magnetisk pärlor, FACS, Biacore bindningsstudier
[82]
fosfatidylserin
AGS
NCTC11637
bindnings~~POS=TRUNC studier~~POS=HEADCOMP, CF, AB blockerings, OM
[83]
Cagi
β1 integrin -
-
Y2H, PD med magnetiska pärlor, FACS
[82]
CAGL
β1 integrin
AGS, GD25 vs GD25β1, HeLa, musfibroblaster
P1, P12
Biacore bindningsstudier, Peptide konkurrens, celladhesionsanalyser, AB blockerings, CF
[61, 81]
CagY
β1 integrin
GE11 vs. GE11β1
P12
Y2H, PD med magnetiska pärlor, FACS
[82]
en Förkortningar: AB (antikropp); CF (cellulär fraktionering); FACS (fluorescensaktiverad cellsortering); IF (samlokalisering av immunofluorescens); PD (rullgardins experiment); RIA (radioimmunanalys); Y2H (jäst två hybrid skärm).
Figur 1 H. pylori interaktioner med epitelceller belyser roller adhesiner och typ-IV sekretionssystem (T4SS) kodas av cag PAI. (A) (1) H. pylori
adhesiner förmedlar apikal bindning till kända och okända receptorer på gastric epitel och förmodligen också direkt signalöverföring som anges. (2) uppreglering av transkriptionsfaktorer såsom NF-kB leder till produktion av proinflammatoriska cytokiner och kemokiner. (3) Utsöndring av medlare vid basolaterala ytorna lockar immunceller till platsen för infektionen. (4) Vid värdcellkontakt, H. pylori
monterar T4SS pili på ytan möjliggör leverans av molekyler, CagA och peptidoglykan, från bakteriell cytoplasma in i värdceller. cag
PAI-proteiner (CagA, Cagi, CAGL och CagY) interagera med integrinreceptorer. Interaktioner med fosfatidylserin (PS) och kolesterol i lipidaggregat är också involverade i T4SS processer. T4SS och CagA är involverade i ett stort antal cellulära effekter inklusive avbrott i cell-till-cellkontakter (5), cytoskeletala omarrangemang (6) och nukleär signalering (7). (B) Två modeller för den monterade T4SS maskiner i H. pylori
föreslås. Modell-1 antar VirB1-11 proteiner, kopplingsfaktorn VirD4 och tillbehörs faktorer såsom CagF (en föreslagen chaperone av CagA) montera på ett liknande sätt som det som föreslagits för A. tumefaciens
T4SS [10]. Modell-2 förutsätter att T4SS kräver samma VirB /D-proteiner som modell-ett med två stora skillnader. Den T4SS pilus yta är täckt med CagY (VirB10) molekyler och VirB5 utesluts [50]. H. pylori
VirB10 är ett mycket stort protein (~ 250 kDa) som bär två transmembrandomäner för att bilda en hårnålsslingstruktur i pilus såsom avbildas [64]. Immunoguld märkning av loopregionen i CagY indikerade att detta exponeras för den extracellulära utrymmet och transporteras till pilus ytan genom en okänd mekanism [64]. Förkortningar: AJ (adherens); HtrA (hög temperatur Krav proteas); Leb (Lewis B-antigener); M O (makrofag); NTP (nukleotidtrifosfat); NDP (nukleotid-difosfat); P (fosfatgrupp); SDL (sialyl-dimer-Lewis × glykosfingolipid); TJ (tight junction).
BabA
OMP medlem BabA var den första H. pylori
adhesin upptäckt. BabA förmedlar bindning av bakterier till Lewis B-antigener, Leb [14] och tillhörande terminal fukosrester finns på blodgrupp O (H-antigen), A och antigener B [15] som uttrycks på magslemhinnan. Multipel kromosomala loci och allelerna för BabA har rapporterats existera och Leb-bindande aktivitet visade sig underlättas av BabA2 allelen [14]. Tyder emellertid på senare arbete som BabA1 alleler förekommer mycket sällan och är svåra att upptäcka förekommer [16] Betydande aminosyrapolymorfier bland Baba proteiner som uttrycks av olika stammar [17]. Mångfald verkar också med avseende på bindningen av påkänningar för Leb och BabA expression och bindningsaffinitet för A, B och O-antigener korrelerar med blodgruppsantigen uttryck av värd [15, 18]. Ett närbesläktat gen babB
, kodar för en translationsprodukt som har betydande N- och C-terminala likhet med BabA. BabA Mössor och babB
är nästan identiska i sina 5 'och 3' regioner, men det finns sekvensdivergens i mellersta region [19] tyder på att de centrala variabla regionerna kodar sannolikt unika funktioner. Många Leb icke-bindande stammar uttrycker tyst babA
gensekvenser som kan bli aktiverade genom rekombination in i babB
locus bildande chimär babB /A
gener [20]. BabA uttryck in vivo
dock verkar vara mycket dynamisk. Experimentell infektion av rhesusmakaker, möss och mongoliska gerbiler resulterade i förlust av BabA uttryck och Leb-bindning [21, 22]. Efter infektion stammar som isolerats från gerbiler innehöll ett BabA2 protein som modifierades genom sex aminosyror från stammen som används för inokulering. Komplementeringsexperiment bekräftade dessa sex aminosyrarester är kritiska för bindning till fukosylerade antigener blodgrupps [22]. I en nyligen genomförd studie, experimentell infektion av mongoliska gorillor resulterade i fullständig avsaknad av uttryck av BabA vid sex månader efter infektion. Förlust av BabA uttryck var hänförlig till nukleotid förändringar inom Baba
genen som resulterade i en stympad BabA translationsprodukt [23]. BabA-medierad vidhäftning av H. pylori
att Leb på ytan av epitelceller har in vitro visats
, med användning av Leb transfekterade MDCK-celler, och in vivo
, med hjälp av infektion av mongoliska gorillor, för att förstärka cag
PAI-beroende H. pylori
patogenicitet genom att utlösa produktion av proinflammatoriska cytokiner och precancer relaterade faktorer [24] (Figur 1A). Således, uttrycket av BabA-adhesinet verkar tätt ansluten till uppkomsten av T4SS-relaterade värdcellsvar in vivo
. Närvaron av babA
förknippas med cagA Mössor och vacA
s1 alleler, och stammar som besitter alla tre av dessa gener ådra den högsta risken för magcancer utveckling [25].
SabA
expression av sialyl-dimer-Lewis x glykosfingolipid uppregleras vid infektion med H. pylori Mössor och inflammation. Denna molekyl fungerar också som en receptor för patogenen och bindning förmedlas genom den bakteriella OMP medlem, Saba [26]. Ingen bindning till gangliosider erhölls med ett SabA negativ mutant stam med användning av en tunnskiktskromatografi overlay assay [27]. Infektion i gastric epithelial cancer-cellinjen MKN45 med H. pylori
uppreglerade uttryck av den gen som kodar β3 GlcNAc T5, en GlcNAc-transferas väsentlig för biosyntesen av Lewis-antigener. Överuttryck av denna gen i både MKN45 och AGS adenocarcinom cellinjer leder till uttryck av Saba liganden sialyl Lex, vilket tyder på att H. pylori
kan modulera receptoruttryck [28]. SabA har identifierats som en hemagglutinin som binder till sialylerade strukturer som finns på ytan av röda blodkroppar och det finns en god korrelation mellan stammar mellan sialinsyra beroende hemagglutination och sialyl Lex bindande [29]. Liksom observationer med Baba, var en hög nivå av polymorfism rapporteras i sialyltransferaser bindningsegenskaper bland kliniska H. pylori
isolat, vilket tyder på att SabA anpassar sig till sin värd, beroende på slemhinnans sialylering mönster den infekterade individen [29]. SabA har också visats förmedla bindning av H. pylori
till sialylerade molekyldelar på den extracellulära matrisproteinet laminin [30].
ALPA /B
Två starkt homologa gener benämnda ALPA
och alpB
karakteriserades också och visade sig koda för integrerade OMP. Vidhäftnings experiment visade att de också är involverade i vidhäftning av H. pylori
mänskliga gastric vävnadsbiopsier [31]. OMP uttrycksprofilering av 200 stammar från Tyskland visade att nästan alla kliniska isolat producerade ALPA och AlpB proteiner i motsats till många andra OMP som produceras vid mycket rörlig ränta [32]. Nyligen både ALPA och AlpB proteiner har visat sig binda till muslaminin in vitro
och plasmidburen ALPA
tilldelats laminin-bindande förmåga på E. coli
[33]. Inga andra bindningspartner eller receptorer för ALPA och AlpB har ännu inte identifierats. Alpa /B l
Ocus har också visat sig påverka värdcellsignalering och cytokinproduktion vid infektion. Borttagande av ALPA /B
gener minskade IL-8 induktion under infektion med östasiatisk men inte med Western H. pylori
stammar [34]. Alpa /B
mutanter dåligt koloniserade magar C57BL /6-möss och var förknippade med lägre slemhinnor nivåer inducerade KC (musen namn för humant IL-8) och IL-6 [34]. I motsats till dessa resultat, i en annan färsk studie ALPA Mössor och alpB
gen mutanter av H. pylori
SS1 inducerade mer allvarlig inflammation än moderstammen i infekterade gerbiler [33].
OipA
OipA (yttre inflammatorisk protein A), som kodas av hopH
genen, identifierades ursprungligen som ett ytprotein som främjade IL-8-produktion i en T4SS oberoende sätt [35]. OipA expression av H. pylori
visade sig vara signifikant associerade med närvaron av duodenalsår och magcancer, hög H. pylori
densitet, och svår neutrofil infiltration [36]. Senare studier identifierat att hopH
knockout mutantstammar vidhäftade betydligt mindre att gastriska cancercellinjer, AGS och Kato-III, än vildtyp-stammar, och komplementering av hopH
genen återställde vidhäftningsegenskaperna hos hopH
mutant [37]. Närvaron av oipA
har också visats att tydligt öka produktionen av IL-8 in vitro
men endast i närvaro av den cag
PAI [32]. Ytterligare insikter kom från infektionsstudier i upp till 52 veckor i mongolisk ökenråtta modellsystem. Alla infekterade gerbiler utvecklade gastrit; dock, inflammation var signifikant dämpas i djur infekterade med ΔcagA
, men inte enda ΔvacA
eller ΔoipA
stammar [38]. Men inaktivering av oipA
minskad nukleär lokalisering av β-catenin, en faktor involverad i transkriptionell uppreglering av gener inblandade i cancer, och minskade förekomsten av cancer i gerbiler. OipA uttryck detekterades betydligt oftare bland H. pylori
stammar isolerade från humanpatienter med magcancer prekursor lesioner mot personer med enbart gastrit [38]. Värd receptorn för OipA förblir emellertid okänd.
HopZ
hopZ
genen kodar för ett protein som visades genom immunofluoresence att vara placerad på ytan av bakterierna. En knockout mutant stam visade minskade signifikant bindning till AGS-cellinjen jämfört med den motsvarande vildtypstam [39]. Ingen tillverkning av HopZ påverkade inte förmågan hos bakterien att kolonisera magen på marsvin [40]. Men en roll för HopZ i kolonisering in vivo
har nyligen föreslagits som radering av hopZ
reducerade förmågan hos H. pylori
att överleva i en bakteriefri transgen musmodell för kronisk atrofisk gastrit [41 ]. Dessutom, en av de få skillnader som identifierats i H. pylori
stammar isolerade från infekterade frivilliga, var en av /på-knappen i fas-variabel hopZ
gen tyder på stark in vivo
val för HopZ under kolonisering [42]. I likhet med OipA värd receptorn för HopZ har ännu inte identifierats och kommer att vara en stor utmaning mål för framtida forskning.
Roll cag
PAI i celladhesion och T4SS funktion
sammansättning H. pylori
T4SS apparat
T4SS i cag
PAI tillhör en stor grupp av transmembrantransportörer som ancestrally är relaterade till plasmid DNA konjugeringstekniker system av Gram-negativa bakterier och har hittats i många patogena och icke patogena organismer [9, 43, 44]. Även evolutionärt konserverade, T4SSs är funktionellt heterogena med avseende på både levererade substrat (DNA-proteinkomplex eller proteiner) och de berörda mottagarna. Mottagarna kan vara antingen bakterier av olika eller samma art, eller arter från andra riken inklusive växter, svampar och däggdjursceller. Förutom H. pylori
har T4SSs också påträffats i Agrobacterium
, Legionella
, Bartonella, Bordetella Mössor och andra patogener, och består typiskt av en distinkt uppsättning VirB /D-proteiner. De senare inkluderar VirB1-VirB11 komponenter och så kallade kopplingsfaktorn, den NTPase VirD4. Den agrobacterial T-DNA-system är prototypen för en T4SS transportör och dess VirB proteiner har delats in i tre grupper: (i) de förmodade kärn eller kanal subenheter (VirB6-10), (ii) energiska delar (NTPases VirB4 och VirB11) och (iii) pilus-associerade proteiner (VirB2, och möjligen VirB3 och VirB5). VirB1 är en föreslagen transglykosylas för begränsad lys av murein skiktet på T4SS monteringsplatsen i membranet [45, 46]. I fallet med H. pylori
T4SS har samtliga ortologer av de 11 VirB proteiner och VirD4 samt några accessoriska faktorer identifierats som skall kodas av cag
PAI [10, 47, 48]. Mutagenes av alla enskilda cag
PAI-gener avslöjade åtminstone 14 väsentlig och två tillbehörskomponenter medan vissa andra gener inte krävs för att injicera CagA [9, 49, 50]. Funktionen hos många tillbehör T4SS faktorer är ännu inte klart, men roll CagF och datorgrafik nyligen klarlagts. Datorgrafik tycks tjäna som en potentiell multifunktionell komponent i T4SS som kan bli inblandade i CagA injektion vid det inre membranet och kan lokalisera utanför bakterierna att främja andra svar i värdceller [51]. Dessutom är CagF ett chaperon-liknande protein för CagA som binder nära det karboxi-terminal utsöndrings motiv av effektorprotein, vilket är viktigt för dess translokation av T4SS [52, 53]. Ytterligare studier med hjälp av jäst två-hybridteknik, fraktionering och immunoutfällning tillvägagångssätt identifieras selektiva interaktioner av många CAG
PAI proteiner som sannolikt kommer att ha en viktig roll i tidiga T4SS monteringssteg [50, 54].
Kristallstrukturen hos T4SS kärna komplex och flera cag
PAI proteiner Review, en viktigt bidrag till vår nuvarande kunskap om T4SS nanomachineries i bakterier kom från upplösning av kristallstrukturer av T4SS-kärnan från plasmiden pKM101 [45, 55]. Tre proteiner (VirB7, VirB9 och VirB10) montera in en ~ 1 megadalton struktur spänner de inre och yttre membranen. Denna kärnstrukturen består av 14 kopior av var och en av de proteiner och bildar två lager, sätter i det inre och det yttre membranet, respektive [45]. Kristallstrukturen för en ~ 0,6 megadalton yttre-membrankomplex innehållande hela O skiktet löstes vid högre upplösning [55]. Jämförelse av strukturerna pekar på konformationsförändringar som reglerar T4SS kanal öppning och stängning, vilket kan vara inblandade i transporten av effektormolekyler [45, 55]. Utöver dessa stora upptäckter har kristallstrukturer av fyra individuella strukturella cag
PAI-proteiner har rapporterats. Strukturen för VirB11 avslöjade en hexamerisk ring, komplexbunden med ett regulatoriskt protein HP1451, vilken fungerar som en grindningsfaktor i det inre membranet, som föreslås för att gå igenom stängda och öppna konformationer som triggas av ATP-bindning och ATP-hydrolys, respektive [56-58 ]. Kristallstrukturerna av KAG-grupper, ett protein 23-kDa kodas av en väl bevarad cag
PAI gen vars exakta funktion är fortfarande instabil, och CagZ, ett protein 23-kDa involverade i translokationen av CagA, har också lösts [59 , 60]. Dessutom den strukturella karakteriseringen av datorgrafik indikerade att den existerar som en kovalent dimer i vilken varje monomer veck som en enda domän som består av tre a-helixar och fem p-strängar [51]. Dessutom har strukturen för CAGL modellerats baserat på kristallstrukturen tillgänglig från TRAC av pKM101, en annan VirB5 ortolog [47]. CAGL verkar för att bilda en tre α-helix bunt struktur med en exponerad domän, vilket är i överensstämmelse med dess publicerade cirkulär dikroism (CD) spektrum som visade ~ 65% spiralsekvenser [61]. Review Slutligen 2,2-Å kristall strukturen hos en karboxi-terminala delen av CagA i komplex med en av dess cellulära mål, det humana kinaset Par1b /MARK2, har nyligen lösts [62]. Den CagA peptiden interagerade med kinas som en förlängd spole. Den synliga 14-aminosyrapeptidsekvens sträckte sig "FPLKRHDKVDDLSK" motiv, en sekvens som förekommer två gånger i den kristalliserade CagA konstruktionen. Denna CagA peptid benämndes MKI (för MARK2 kinashämmare) i analogi med PKI, en väl beskrivna peptid inhibitor av proteinkinas A. Intressant nog det sätt på vilket den MKI sekvensen av CagA binder i substratet bindande klyfta Par1b /MARK2 påminner om det sätt på vilket PKI binder till och hämmar PKA. Tagna tillsammans, avslöjade den första CagA understruktur att det efterliknar värdcell kinassubstrat, med användning av en kort MKI peptid att fästa till substratet bindningsstället hos Par1b /MARK2 [62]. Men injicerade CagA samverkar även med många andra värdcellproteiner, som är involverade i ett flertal signalkaskader (Figur 1A), som diskuteras på annat håll [7, 8].
Struktur T4SS apparaten i levande H. pylori

Electron microcopy att infektera H. pylori
har visat att hopsättningen av T4SS induceras efter värdcellkontakt och representerar en nål-liknande struktur som sträcker sig från det bakteriella yttre membranet, även kallad T4SS-pili [61, 63, 64 ]. föreslås Dessa pili bestå av Cagc, som identifierades som den viktigaste VirB2 pilin subenheten ortolog [65], dock direkt märkning av pili med α-VirB2 antikroppar ännu inte visats. Studier som använder antikropp-märkning med immunogold har visat att bakterie utsprång är dekorerade av VirB10 (CagY) [64] och VirB5 (CAGL) [61]. CagY proteiner är ca 250-kDa i storlek och kan skilja sig enormt i storlek mellan stammar och förändringar storlek under koloniseringen av en given värd. I-frame deletioner eller dubbelomarrangemang i VirB10 kan resultera i minskad värdantikropps-igenkänning som kan tillåta immunundandragande [66]. Den T4SS-nål bas kan färgas med antikroppar mot VirB7 (CAGT) och VirB9 (CagW) proteiner [63, 64]. Dessutom immunogold-färgning visade närvaro av CagA vid spetsen av bihang, ger den första direkta bevis för att CagA kan faktiskt levereras via pilus, en observation ännu inte rapporterats för T4SS substrat i andra bakterier [61]. Dock föreslås transport av CagA genom T4SS att ske genom en energiberoende mekanism stimuleras av den samordnade verkan av NTPases VirB4, VirB11 och VirD4 [46, 56, 67].
Det finns två T4SS-pilus montering modeller som föreslås för H. pylori
. Såsom skisserats ovan har alla ortologer av de 11 VirB proteiner och VirD4 identifierats som skall kodas i cag
PAI liksom vissa accessoriska proteiner [10], vilket leder till en T4SS modell liknande den hos den agrobacterial T4SS (Figur 1B, vänster). I linje med dessa slutsatser, immunogold-märkning studier indikerade att spetsarna på T4SS pilus är dekorerade med CAGL /VirB5 [61], som uppvisade en liknande fördelning av VirB5 ortologer på T4SS pilus i Agrobacterium
[68]. I en andra modell (Figur 1B, höger), har det föreslagits att bihangen i H. pylori
täcks lokalt eller helt av CagY [64] och T4SS inkluderar alla VirB komponenter, utom VirB5 [50]. Anmärkningsvärt är CagY ett mycket stort protein som innehåller två transmembransegment med mittregionen (även kallad den upprepade domän) exponeras för den extracellulära sidan, som en hårnålsliknande struktur [64]. Som beskrivits ovan, VirB10 utgör den inre kärnan i en gemensam T4SS modell [45, 55], men H. pylori
CagY /VirB10 tydligt skiljer sig från sina motsvarigheter i andra T4SSs [69]. Således, ytterligare studier är nödvändiga för att undersöka om T4SS pilus i H. pylori
är mer lik den i Agrobacterium
(huvudsakligen bestående av VirB2 och VirB5 subenheter) eller om den är gjord upp CagY som större pilus protein, eller om det är en blandning av båda (Figur 1B).
funktion av T4SS beror på den använda cellsystemet
Även H.pylori
är en mage specifik patogen hos människor, infektionsstudier in vitro
har visat att CagA kan injiceras i många olika celltyper. En sammanfattning av humana celltyper med rapporterade känslighet för upptagning av T4SS levererade CagA in vitro
visas i tabell 2. Den stora kriterium för framgångsrik translokation i en given cellinje är att CagA genomgår tyrosinfosforylering (CagA PY) av värd kinaser av Src och Abl familjen [70-73], som ofta övervakas i cellysat eller immunoprecipiates (IPS) med användning av monoklonala fosfotyrosin-specifika antikroppar (Tabell 2). Intressant olika studier noterade betydande celltyp specifika skillnader i CagA PY nivåer under infektion av humana cellinjer. Dessutom injiceras CagA PY rapporterades för vissa celltyper från möss och apor (Tabell 3), medan utvalda andra cellinjer från människa, hamster eller hund visade sig vara resistent för detektering av CagA PY (Tabell 4 ). Som kontroller in vitro
fosforylering experiment CagA med olika cellysat indikerade att kinaser är aktiva och starkt fosforyleras CagA [74]. Således, variationen i CagA PY nivåer under infektion tydligen berodde olika CagA translokation [74, 75]. Det finns flera scenarier som kan förklara den observerade värdcellen specificitet. En potentiell förklaring är att vissa värdcellfaktorer kan krävas för att aktivera T4SS. Denna aktivering skulle kunna fungera på den nivå av proteinuttryck. Till exempel är detta fallet för typ III-sekre apparat i Yersinia
arter [76]. Emellertid är CagA ett av de mest förekommande proteinerna i proteomet av H. pylori
även i frånvaro av värdcell kontakt [77] vilket indikerar att translokationsprocessen förträngs, snarare än en CagA expressionseffekten. Faktum är att trots sin riklig förekomst, CagA inte utsöndras i supernatanten [78]. Detta är en smart resurssparande strategi påminner till Shigella
arter, där effektor proteiner lagras i den bakteriella cytoplasman innan du kontaktar värdceller. I det senare fallet, är transloka utlöses av en rad olika faktorer, såsom extracellulära matrisproteiner, gallsalter eller kongorött [79]. Det föreslås därför att H. pylori
T4SS kan på liknande sätt aktiveras av specifika faktorer som exponeras på ytan av specifika målceller [61] .table 2 Redovisad fosforylering /injektion av CagA i mänsklig cell linesa
cellinje
Ursprung
H.

• En ny insikt sentinel lymfkörtel koncept baserat på 1-3 positiva noder i patienter med pT1-2 magcancer
• Närvaro och betydelsen av Helicobacter spp. i magslemhinnan portugisiska dogs