SCOPUS
SCIE
<i>Porphyromonas gingivalis</i> traffics into endoplasmic reticulum-rich-autophagosomes for successful survival in human gingival epithelial cells
저자
Lee, Kyulim ; Roberts, JoAnn S. ; Choi, Chul Hee ; Atanasova, Kalina R. ; Yilmaz, Ö ; zlem
발행기관
학술지명
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발행연도
2018
작성언어
-주제어
등재정보
SCOPUS,SCIE
자료형태
학술저널
수록면
845-859(15쪽)
제공처
<P><B>ABSTRACT</B></P><P><I>Porphyromonas gingivalis</I>, an opportunistic pathogen usurps gingival epithelial cells (GECs) as primary intracellular niche for its colonization in the oral mucosa. However, the precise characterization of the intracellular trafficking and fate of <I>P. gingivalis</I> in GECs remains incomplete. Therefore, we employed high-resolution three-dimensional-transmission-electron-microscopy to determine the subcellular location of <I>P. gingivalis</I> in human primary GECs upon invasion. Serial sections of infected-GECs and their tomographic reconstruction depicted ER-rich-double-membrane autophagosomal-vacuoles harboring <I>P. gingivalis</I>. Western-blotting and fluorescence confocal microscopy showed that <I>P. gingivalis</I> significantly induces LC3-lipidation in a time-dependent-manner and co-localizes with LC3, ER-lumen-protein Bip, or ER-tracker, which are major components of the phagophore membrane. Furthermore, GECs that were infected with FMN-green-fluorescent transformant-strain (PgFbFP) and selectively permeabilized by digitonin showed rapidly increasing large numbers of double-membrane-vacuolar-<I>P. gingivalis</I> over 24 hours of infection with a low-ratio of cytosolically free-bacteria. Moreover, inhibition of autophagy using 3-methyladenine or ATG5 siRNA significantly reduced the viability of intracellular <I>P. gingivalis</I> in GECs as determined by an antibiotic-protection-assay. Lysosomal marker, LAMP-1, showed a low-degree colocalization with <I>P. gingivalis</I> (∼20%). PgFbFP was used to investigate the fate of vacuolar- versus cytosolic-<I>P. gingivalis</I> by their association with ubiquitin-binding-adaptor-proteins, NDP52 and p62. Only cytosolic-<I>P. gingivalis</I> had a significant association with both markers, which suggests cytosolically-free bacteria are likely destined to the lysosomal-degradation pathway whereas the vacuolar-<I>P. gingivalis</I> survives. Therefore, the results reveal a novel mechanism for <I>P. gingivalis</I> survival in GECs by harnessing host autophagy machinery to establish a successful replicative niche and persistence in the oral mucosa.</P>
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