胞內菌分類|sRNA對胞內菌生長的調控作用（一）
細菌小RNA(small RNA，sRNA)是一類長度為50～500個堿基，具有調控轉錄、翻譯和mRNA穩定性的非編碼調節性RNA。隨著越來越多的sRNA被鑒定，部分細菌的sRNA功能已逐步闡明，主要參與調控細菌的基因表達、增殖、毒力及對環境的應激反應等生物學過程。本文就胞內菌(如沙門菌、李斯特菌、嗜肺軍團菌等)sRNA對其自身在宿主細胞內的生長、毒力和鐵水平的調控作用進行綜述。
細菌小RNA(small RNA，sRNA)是一種非編碼、長度為50～500個堿基的調節性RNA，主要通過與細菌其他RNA的堿基互補配對，或與蛋白直接結合，參與調控細菌基因組的轉錄和翻譯過程。隨著RNAseq方法的發展和完善，越來越多的sRNA被發現和鑒定，其具體功能逐步得到闡明。
根據細菌sRNA的功能，可分為反式編碼sRNA、順式編碼sRNA及與蛋白結合的sRNA三類。其中，反式編碼sRNA是指通過與靶基因不完全堿基互補配對而發揮調控作用的sRNA，其只能與靶基因有限互補；反式編碼sRNA還可直接結合核糖體結合位點(ribosome-binding site，RBS)而抑制翻譯啟始。與反式編碼sRNA不同，順式編碼sRNA可與靶mRNA完全互補配對，常位于相應基因的非翻譯區，可通過重排RNA二級結構來影響mRNA穩定性，也可在翻譯水平起調控作用。除以上兩種以RNA-RNA結合形式進行調控的sRNA外，sRNA還可直接與細菌調節性蛋白相互作用，這種sRNA稱為與蛋白結合的sRNA，能影響蛋白活性。
細菌sRNA可通過以上轉錄后調控方式調控細菌的多個生物過程，包括細菌對營養的攝取及轉運、細菌與細菌之間的作用、細菌生物膜的形成，以及細菌對溫度或pH改變、饑餓、缺氧等情況的應激反應等。
根據致病菌與宿主細胞的關系，細菌可分為胞外菌和胞內菌。胞外菌是指細菌侵入機體內，寄居在宿主細胞外如細胞外血液、淋巴液等的細菌，常見的有葡萄球菌、大腸埃希菌等；胞內菌是指細菌侵入機體內，直接侵入或被吞噬進入宿主細胞中的細菌，可躲避宿主細胞內吞噬體的活化而存活于細胞質中，同時能借助宿主蛋白和核糖體等進行生長和繁殖。胞內菌可分為兼性胞內菌和專性胞內菌，兼性胞內菌既可在胞內寄居又可在無生命的培養基中生長，如嗜肺軍團菌、李斯特菌、傷寒沙門菌、布氏桿菌和結核分枝桿菌等；專性胞內菌則只能在活細胞中生長和繁殖，如衣原體等。本文以胞內菌為對象，綜述sRNA對其自身在細胞內的生長、毒力及鐵水平的調節作用。
1、sRNA對胞內菌生長的調控作用
細菌sRNA轉錄受環境因素的影響，可間接引起相關基因的表達變化及一系列后續反應。細菌入侵機體內，可感受到低溫、營養缺乏或應激等外部環境的變化，從而改變自身sRNA的表達。
在巨噬細胞內，嗜肺軍團菌的一些sRNA(如6S RNA)表達量高于其在正常培養條件下的表達量，同時發現其可正向調節許多基因，如groES和recA等，這些基因參與調節營養物質攝取、應激反應和Icm或Dot影響因子的形成；如果缺少6S RNA，可導致嗜肺軍團菌在細胞內生長減少1 000%，從而證明細菌sRNA 6S RNA對宿主內嗜肺軍團菌生長起重要調節作用。
在鼠傷寒沙門菌毒力株SL1344感染的成纖維細胞中，發現某些胞內非生長菌中的兩種sRNA(RyhB-1和RyhB-2)表達上調，提示這兩種sRNA可能抑制鼠傷寒沙門菌在成纖維細胞中的生長；進而用胞內細菌增殖實驗證實，盡管sRNA RyhB-1或RyhB-2突變株對細菌入侵成纖維細胞的百分率無顯著變化，但sRNA RyhB-1和RyhB-2同時突變的鼠傷寒沙門菌在細胞內生長率顯著上升，表明sRNA RyhB-1和RyhB-2可調控鼠傷寒沙門菌在成纖維細胞中的非增殖狀態。然而，目前為止sRNA RyhB-1和RyhB-2對鼠傷寒沙門菌在細胞中生長的調控機制研究還不完善，僅發現鼠傷寒沙門菌感染成纖維細胞時sRNA RyhB-1和RyhB-2拮抗調節一種可能與內膜相關的蛋白YeaQ，使其表達降低。
與鼠傷寒沙門菌相似，李斯特菌的部分sRNA也可調控其在宿主細胞中的生長。通過分析李斯特菌RNA表達譜，發現其sRNA(如Rli31、Rli33和Rli50)在細胞內的表達量高于在細胞外生長時的表達量。其中sRNA Rli31位于基因lmo0559上游，而lmo0559編碼CorA超家族，參與鎂或鈷攝取；sRNA Rli33是一個在lmo0671與lmo0672基因之間編碼長534個核苷酸的sRNA。此外，在體外特殊培養基BHI中，sRNA Rli31、Rli33、Rli50突變株與野生株的生長并無差異；而在P388D1小鼠巨噬細胞感染模型中，sRNA Rli31、Rli33、Rli50突變株的生長能力明顯低于野生株；在小鼠感染模型中，感染后第3天sRNA Rli31、Rli33和Rli50突變株在小鼠腎和肝中的生長能力明顯低于野生株。以上研究表明，sRNA可調控李斯特菌在宿主細胞中的生長情況。
專性胞內菌衣原體的Hc1是組蛋白同系物，可通過結合其自身染色體，抑制衣原體基因的轉錄。當Hc1脫離DNA結合時，衣原體基因組開始轉錄翻譯，同時伴隨衣原體的原體(elementary body，EB)向網狀體(reticulate body，RB)分化，從而調控衣原體的生長和代謝。衣原體sRNA IhtA的靶基因hctA可編碼蛋白Hc1，在衣原體感染細胞0、1、2、4、6、12和24 h檢測Hc1蛋白，發現感染6 h之前水平相對不變，6～12 h水平下降，而12～24 h水平上升，RB開始向EB分化；sRNA IhtA在感染4 h首次被檢測到，12 h表達量最高，24 h表達量最低。此外，過表達Hc1的大腸埃希菌在培養基中菌落明顯少于空載體菌落。以上研究表明，sRNA IhtA可在衣原體感染細胞時抑制細菌的生長和繁殖。
由于sRNA在調控胞內菌生長代謝中起重要作用，而抗菌藥物又可特異性地干擾細菌的生長和代謝達到殺菌或抑菌的效果，所以人們推測sRNA可能是尋找抗菌藥物的新靶點。這也是研究sRNA對胞內菌調控作用的最終目的。用Nva-FMDP處理沙門菌時sRNA GlmZ和GlmY的表達量上升，GlmZ和GlmY沙門菌突變株的最低抑菌濃度(minimum inhibitory concentration，MIC)較野生株降低400%～6 400%，表明GlmZ和GlmY對沙門菌的藥物敏感性有很強的調控作用，為臨床上治療細菌感染提供了理論依據。
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