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为探究内质网自噬（ER-phagy）与细菌感染的关联及病原体逃避 ER-phagy 的机制，研究人员开展了鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella）与 ER-phagy 受体 FAM134B 关系的研究。结果表明 Salmonella 通过 SopF 靶向 FAM134B 抑制 ER-phagy，促进感染。该研究揭示了新机制，为抗菌研究提供方向。
在细胞的微观世界里，自噬就像一个勤劳的 “清道夫”，时刻维持着细胞的内环境稳定。其中，内质网自噬（ER-phagy）作为一种特殊的自噬形式，专门负责清理内质网中受损或多余的部分，对维持内质网的正常功能至关重要。然而，当病原体入侵时，这场细胞内的 “清洁行动” 是否会受到影响呢？特别是细菌感染与 ER-phagy 之间存在怎样的联系，病原体又进化出了哪些巧妙的机制来逃避 ER-phagy 的 “攻击”？这些问题一直困扰着科研人员。
为了揭开这些谜团，来自加拿大渥太华大学等机构的研究人员展开了深入研究。他们将目光聚焦在鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella Typhimurium）上，这种细菌不仅在全球范围内是引发食源性感染的主要病原体之一，还因其独特的细胞内生长周期和逃避细胞防御机制的能力，成为了研究病原体与宿主细胞相互作用的理想对象。经过一系列严谨的实验，研究人员发现 Salmonella 能够通过靶向 ER-phagy 受体 FAM134B，抑制 ER-phagy 的发生，进而增加自身在细胞内的存活和繁殖能力。这一发现不仅揭示了细菌感染与 ER-phagy 之间的重要联系，还为理解病原体感染机制和开发新的抗菌策略提供了关键线索。该研究成果发表在《Nature Communications》杂志上。
研究人员在此次研究中主要运用了以下关键技术方法：首先，利用 CRISPR/Cas9 技术构建 FAM134B 和 TEX264 基因敲除（KO）细胞系，以此探究相关基因在 ER-phagy 中的作用；其次，通过免疫荧光技术，观察细胞内荧光标记的蛋白，直观地分析 ER-phagy 的发生情况以及 Salmonella 感染对其的影响；此外，还使用了蛋白质免疫印迹（Western blot）技术，检测细胞内相关蛋白的表达和修饰水平，为研究提供了有力的数据支持。
研究结果具体如下：
- Salmonella 感染阻断 ER-phagy：研究人员构建了稳定表达 ER-phagy 报告基因（ss-RFP-GFP-KDEL）的 HEK293A 细胞系，通过氨基酸饥饿诱导 ER-phagy。结果发现，Salmonella 感染显著降低了游离 RFP 片段的产生，表明其抑制了 ER-phagy。同时，免疫荧光显微镜观察到感染 Salmonella 的细胞中 RFP puncta 形成明显减少，进一步证实了这一结论。此外，Salmonella 感染不影响非选择性自噬，说明其对 ER-phagy 的抑制具有特异性123。
- FAM134B 是 Salmonella 阻断 ER-phagy 的靶点：研究人员构建了 FAM134B 和 TEX264 的 KO 细胞系，发现 Salmonella 感染无法在 FAM134B KO 细胞中显著抑制 ER-phagy，而在 TEX264 KO 细胞中仍能抑制 ER-phagy。这表明 Salmonella 主要通过靶向 FAM134B 来抑制 ER-phagy。进一步实验发现，FAM134B KO 细胞内 Salmonella 的数量显著增加，且 FAM134B 的缺失会影响细菌的清除，说明 FAM134B 在限制 Salmonella 感染中发挥重要作用456。
- Salmonella 感染阻碍 FAM134B 寡聚化：FAM134B 通过寡聚化促进 ER 膜的分裂和 ER-phagy 的发生。研究人员发现，Salmonella 感染显著减少了 FAM134B 寡聚体的形成，同时降低了氨基酸饥饿诱导的 FAM134B puncta 形成。而构建的 FAM134B G216R 突变体能够增强 FAM134B 的寡聚化，使细胞在感染 Salmonella 时仍能维持较高水平的 ER-phagy，表明 Salmonella 通过抑制 FAM134B 寡聚化来阻断 ER-phagy789。
- Salmonella 效应蛋白 SopF 阻断 ER-phagy：Salmonella 通过分泌多种效应蛋白来促进自身的入侵和复制。研究人员通过对不同效应蛋白突变体的研究，发现 SopF 缺陷的 Salmonella 无法抑制 ER-phagy，而表达 SopF 则足以抑制 ER-phagy。进一步研究表明，SopF 能够与 FAM134B 相互作用，并通过 ADP - 核糖基化修饰抑制 FAM134B 的寡聚化和 ER-phagy 的激活101112。
- FAM134B 限制 Salmonella 生长：研究人员通过感染 WT 和 FAM134B KO 细胞，发现 FAM134B KO 细胞中 Salmonella 的生长速度明显加快，且细胞内 LC3B 阳性的 Salmonella 数量减少，表明 FAM134B 在限制 Salmonella 生长和促进其清除中发挥作用。此外，SopF 对 Salmonella 生长的影响与 FAM134B 密切相关，进一步证实了 FAM134B 在抗 Salmonella 感染中的重要性131415。
- 感染 FAM134B KO 小鼠更易受 Salmonella 感染：研究人员通过对 WT 和 FAM134B KO 小鼠进行口服 Salmonella 感染实验，发现感染后的 FAM134B KO 小鼠肠道出现严重损伤，且脾脏、肠道和粪便中的细菌载量显著增加。同时，来自 FAM134B KO 小鼠的骨髓来源巨噬细胞（BMDM）在感染后也含有更多的 Salmonella，表明 FAM134B 在体内控制细菌感染中起着关键作用161718。
综上所述，该研究揭示了 Salmonella 通过效应蛋白 SopF 靶向 FAM134B，抑制其寡聚化，进而阻断 ER-phagy，促进自身感染的分子机制。这一发现不仅加深了人们对细菌感染与 ER-phagy 之间相互作用的理解，还为开发新的抗菌策略提供了潜在的靶点。未来，研究人员可以进一步探索 SopF 与 FAM134B 相互作用的具体分子细节，以及其他细菌是否也采用类似的机制逃避 ER-phagy 的清除，为全球抗击细菌感染性疾病带来新的希望。
