大家好，今天推荐发表在Nature Microbiology上的文章，通讯作者是欧洲分子生物学实验室的Athanasios Typas教授和德国癌症研究中心的Jeroen Krijgsveld教授，Athanasios Typas教授主要发展高通量的基因组学、遗传学、化学遗传学、蛋白组学手段研究细菌内部网络，Jeroen Krijgsveld教授主要发展定量蛋白质学方法学来研究时间空间上的蛋白质组学动态。
细菌入侵细胞会引起细胞的模式识别及炎症，但是细菌可以有防止识别的机制，在宿主的内溶酶体系统存活并复制，比如沙门氏菌可以处于液泡中，从而避免LPS被细胞检测到，之后，LPS会释放到胞质中，引起非经典炎症小体激活和细胞死亡，而这种动态的过程目前知之尚少。本文就基于之前发展的从血清培养基中富集、鉴定、定量宿主新分泌蛋白的方法，沿用至沙门氏菌侵染的三个特殊阶段的巨噬细胞样品的研究，发现了溶酶体蛋白酶的异常分布及其在细菌侵染的重要作用。
方法是这样的，先让沙门氏菌（表达mCherry以建立侵染模型）侵染巨噬细胞25min，把细胞转移至含有庆大霉素的新培养基，将胞外的细菌杀死，分别培养0/4/16h，清洗细胞洗去原有氨基酸，再使细胞饥饿30min，再用SILAC的培养基和轻重标记的AHA（叠氮高丙氨酸，Met代替物）对侵染和正常细胞培养3h（总侵染时间分别为4/8/20h），在此期间，SILAC培养基与AHA足够新蛋白的合成，然后收集细胞胞质/核蛋白质组和分泌蛋白质组，经Click标记、beads富集后，含有AHA的新和成蛋白就可以被提取出来，进行质谱检测并定量分析。
经过初步对3个时间点下3个部分的蛋白质组进行分析，发现沙门氏菌侵染下的巨噬细胞的新蛋白合成所体现的响应十分多样，而且在核蛋白质组中，溶酶体蛋白酶（如多种组织蛋白酶cathepsin）明显增多。接下来，为了探究组织蛋白酶的功能，作者使用了活性蛋白酶反应探针（只标记活性蛋白酶）处理被侵染的细胞，发现核提取物里组织蛋白酶活性显着提高，并且通过敲除对比实验发现是沙门氏菌的SPI-2分泌系统导致了这种活性的升高。沙门氏菌侵染引起细胞死亡，但如果用组织蛋白酶抑制剂处理，细胞死亡则被避免，这说明是一种依赖与组织蛋白酶的死亡，而且这种细胞死亡是通过Caspase-11的非经典炎症小体进行的。
总的来说，本文发展了一种时间空间的定量蛋白质组学方法，来探究沙门氏菌侵染巨噬细胞的动态过程，发现沙门氏菌依赖于组织蛋白酶引起非经典炎症小体通路导致细胞死亡。
本文作者：LBW
文章链接：/10.1038/s41564-020-0736-7
文章引用：DOI：10.1038/s41564-020-0736-7
