Das Sekretionssystem von Helicobacter pylori Typ IV steuert die membranständige NF-kB-Signalübertragung

Im Magen stellt die chronische Infektion mit dem Erreger Helicobacter pylori einen Risikofaktor für die Entwicklung einer chronischen Entzündung dar, die ein starker Promotor für Metaplasie, Dysplasie und Krebsentwicklung ist. Die Besiedlung von Magenepithelzellen durch H. pylori führt zu einer schnellen Aktivierung des proinflammatorischen und überlebenswichtigen Faktors Nuclear Factor Kappa-Light-Chain-Enhancer of Activated B Cells (NF-kB). Die Aktivierung des kanonischen NF-kB wird ausschließlich von H. pylori-Stämmen ausgelöst, die eine cag-Pathogenitätsinsel (cagPAI) tragen, die für ein Typ-IV-Sekretionssystem (T4SS) kodiert. Außerdem wurde vermutet, dass das Helicobacter-Membranprotein (HopQ) zur NF-kB-Aktivierung beitragen könnte. Der detaillierte Mechanismus der T4SS-abhängigen Aktivierung der membranständigen NF-kB-Aktivierung ist bisher noch nicht geklärt. Im Hinblick auf den molekularen Mechanismus, der für die kanonische NF-B-Aktivierung und Entzündung in infizierten Magenkrebszelllinien verantwortlich ist, haben wir den TAK1/TAB-Komplex und die E3-Ubiquitin-Ligase TRAF6, die dem NF-kB-Inhibitor-B-Kinase (IKK)-Komplex vorgeschaltet sind, als entscheidende Elemente definiert. Um H. pylori-induzierte proximale NF-kB-Signalmoleküle zu identifizieren, die die Ubiquitinylierung von Substraten regulieren, haben wir siRNA-Screens mit menschlichen ON-TARGETplus siRNA-Bibliotheken durchgeführt, die selektiv F-Box- und SOCS-Box-E3-Enzyme oder RING-Finger- und RING-Finger-ähnliche E3-Einzelproteinligasen abschalten. Einige der identifizierten Moleküle tragen zur NF-kB-Regulierung bei, z. B. das Ankyrin-Repeat- und SOCS-Box-Protein 3 (ASB3), das Tripartite-Motiv-Protein, das 28 (TRIM 28) enthält, und das Ubiquitin-editierende Enzym A20. Interessanterweise haben wir festgestellt, dass H. pylori-induziertes A20 die NF-kB-Aktivierung beendet, aber auch den apoptotischen Zelltod des Wirts abschwächt. Das übergeordnete Ziel dieses Projekts ist die Entschlüsselung der komplexen Regulierung der membrannahen Signalübertragung, die zur Aktivierung des kanonischen NF-kB während einer H. pylori-Infektion führt. Im Einzelnen wollen wir die bakteriellen T4SS-Komponenten und Hop-Protein-Adhäsine sowie ihr Zusammenspiel mit eukaryotischen Oberflächenfaktoren (Rezeptoren) aufklären, um die NF-kB-Kontrolle bei der H. pylori-Infektion zu entschlüsseln. Darüber hinaus wird eine Reihe von evaluierten E3-Ubiquitin-Ligasen aus siRNA-Screens durch eine Reihe etablierter biochemischer und zellulärer Ansätze hinsichtlich ihres Beitrags zur H. pylori-induzierten NF-kB-Aktivität funktionell weiter bewertet. Schließlich werden molekulare Merkmale der NF-kB-Signalübertragung, die in infizierten Magenkrebszelllinien identifiziert wurden, im Hinblick auf ihre in vivo-Relevanz bei experimenteller Infektion in Mäusen und in Paraffin eingebetteten menschlichen Magengewebeproben aus Patientenbiopsien untersucht.
Dieser Text wurde mit DeepL übersetzt am 04.03.2026

Helicobacter pylori type IV secretion system-directed membrane-proximal NF-kB signaling

In the stomach, chronic infection with the pathogen Helicobacter pylori represents a risk factor for the development of chronic inflammation, which is a potent promoter for metaplasia, dysplasia and cancer development. Colonization of gastric epithelial cells by H. pylori induces fast activation of the proinflammatory and survival factor nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells (NF-kB). Activation of canonical NF-kB is strictly induced only by H. pylori strains carrying a cag pathogenicity island (cagPAI), which encodes a type IV secretion system (T4SS). Further, it has been suggested that Helicobacter outer membrane protein (HopQ), could contribute to NF-kB activation. The detailed mechanism of T4SS-dependent activation of membrane-proximal NF-kB activation is unresolved so far. Regarding the molecular mechanism responsible for canonical NF- B activation and inflammation in infected gastric cancer cell lines we defined as crucial elements the TAK1/TAB complex and the E3 ubiquitin ligase TRAF6, which are situated upstream of the NF-kB inhibitor B kinase (IKK) complex. To identify H. pylori-induced proximal NF-kB signaling molecules which regulate substrate ubiquitinylation, we performed siRNA screens with human ON-TARGETplus siRNA libraries which selectively knockdown F-box and SOCS-box E3 enzymes, or RING-finger and RING-finger-like E3 single protein ligases. Some identified molecules contribute to NF-kB regulation, e.g. Ankyrin repeat and SOCS box protein 3 (ASB3), the Tripartite motif protein containing 28 (TRIM 28) and the ubiquitin-editing enzyme A20. Interestingly, we assigned that H. pylori-induced A20 terminates NF-kB activation, but also attenuates host apoptotic cell death. The overall aim of this project is to decipher the complex regulation of the membrane-proximal signal transmission leading to the activation of canonical NF-kB during H. pylori infection. In detail, we plan to elucidate bacterial T4SS components and Hop-protein adhesins, and their interplay with eukaryotic surface factors (receptors) to unravel NF-kB control in H. pylori infection. Further, a number of evaluated E3 ubiquitin ligases from siRNA screens will be functionally further assessed by a range of established biochemical and cellular approaches regarding their contribution to H. pylori-induced NF-kB activity. Finally, molecular traits of NF-kB signal transmission identified in infected gastric cancer cell lines will be investigated in regard to their in vivo relevance in experimental infection in mice and paraffin embedded human gastric tissue samples from patient biopsies.