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感染是微生物与宿主相互作用的结果。痢疾杆菌是重要的致病微生物,HeLa细胞是研究痢疾杆菌侵袭理想的细胞模型。为了揭示痢疾杆菌的致病机理和宿主细胞对痢疾杆菌侵袭的反应,我们应用cDNA微阵列技术对HeLa细胞与痢疾杆菌相互作用的过程中的基因表达谱变化情况进行了研究。首先,采用侵袭试验结合温和的复红美兰染色法,通过对不同菌量痢疾杆菌在不同作用时间侵袭HeLa细胞的侵袭力和形态学研究,确定了痢疾杆菌侵袭HeLa细胞的最佳条件为:以108CFU的痢疾杆菌侵袭106个HeLa细胞,作用3h时,痢疾杆菌2457T的侵袭力强,活菌数达到原侵袭量的50%左右。此时HeLa细胞结构完整,为进行侵袭后细胞表达谱研究的最佳时间点。然后采用cDNA微阵列技术检测了HeLa细胞被痢疾杆菌侵袭3h时的基因表达变化,共发现2倍以上差异表达基因836个,上调基因有517个,下调基因有319个。通过生物信息学分析,这些差异基因主要集中在DNA合成修复重组、DNA结合转录、信号传导传递、代谢相关、蛋白翻译合成、发育相关和分化等功能。初步推测了HeLa细胞对痢疾杆菌侵袭的应答:HeLa细胞通过关闭某些信号通路（包括PI3K和MKK4/MAPK信号通路）,激活某些信号通路(包括cAMP、Ca2+—CaM、PKC、Ras和P38/MAPK信号通路),激活或抑制不同的信号分子,使细胞产生具有针对性的细胞效应,包括诱导表达多种特异性蛋白（酶、细胞骨架蛋白、细胞因子等）、改变代谢途径、减弱某些代谢、加强另一些代谢以及提高胞内运输能力等,最终使自己可以适应痢疾杆菌的侵袭而生存下去。为了鉴定在病原菌与寄主细胞相互作用中新的未知的EST序列,我们采用代表约4000个新基因的cDNA微阵列研究了痢疾杆菌入侵前和入侵后3h的人上皮细胞差异表达的新基因,结果共鉴定到≥3倍或≤0.33的差异表达的代表新基因的EST序列76条,然后这些EST序列采用Siclone软件分析,进行电子延伸,在BLAST比较分析之后,其中25个延伸序列鉴定为与重要的肠道功能相关的已知基因,包括痢疾杆菌-诱导的凋亡（TPPⅡ）、细胞骨架（如actin、talin、cofilin和gelsolin）、离子转运（calpain-5、Nedd4和Calcium-transporting ATPaseⅠ）、离子通道功能（如ABCA8、TPD52等）、粘膜屏障防御（CLECSF2）、异型生物质代谢以及上皮细胞的保护机制（vof-16）。更为重要性的是,通过RT-PCR克隆并测序,经BLAST搜索,鉴定到3个显著差异的新的EST序列,并用荧光实时定量RT-PCR实验证实这三个新序列的确在痢疾杆菌侵袭期间高表达。这三个基因是新的人基因或假基因,其相关信息已提交GeneBank,登录号为nos.AY776160,AY776161和AY776162。我们认为它们在细胞对痢疾杆菌2457T侵袭反应中起重要的作用。这些结果促进了对痢疾杆菌分子致病机理的认识,也为形成预防和治疗痢疾的策略提供了理论基础。