巨噬细胞通过将细菌吞进细胞内腔，然后酸化去杀死或中和细菌。然而，一些致病细菌，如沙门氏菌，已经发展到能够在酸化的内腔中存活，甚至生长一段时间。然而沙门氏菌如何响应酸性环境以及环境如何影响此病原体的毒力都尚不清楚。新的研究揭示了沙门氏菌怎样进行酸酸抵抗，通过降低其自身内部的pH值来对含有沙门氏菌的巨噬细胞内腔的酸化环境做出反应，并利用此低pH值作为信号来打开建立感染所需基因的开关。

“我们正在解决的问题是：当处在巨噬细胞的液泡中时，沙门氏菌检测到什么信号可使毒力基因表达，并能使沙门氏菌复制和传播，”资深作者，新加坡国立大学力学生物学研究所和伊利诺伊大学芝加哥分校的教授Linda J. Kenney说。她团队发表在4月14日的开放存取期刊公共科学图书馆生物学版（ PLOS Biology）的研究表明，酸性细胞质作为一个信号，刺激一类特殊的沙门氏菌毒性蛋白的分泌。这些毒性蛋白或效应器被释放到宿主细胞中，从而扰乱免疫应答。

为了调查酸性环境对沙门氏菌的影响，作者使用了一种生物传感器，称为I开关，它能够测量单个细胞内的pH值。通过使用I开关，笔者发现沙门氏菌细胞质一被吞没并暴露在巨噬细胞内的酸性环境后就会迅速酸化。有趣的是，他们发现沙门氏菌积极地而不是被动地酸化其细胞质。

据研究更为复杂生物体的Kenney教授说：“很吃惊地发现细菌可以存活在pH值为5.6的细胞质中，它们甚至用这个信号来控制毒力基因的表达。”他们的研究表明，低pH值激活了细胞内信号级联反应，这导致一种称为III型分泌系统的纳米机器的形成。这种纳米机器由一个针状复合物组成，用于将细菌毒性蛋白注入宿主细胞。

“以前信号被认为是外部的，但现在通过我们的研究显示是内部的，这改变了我们对信号转导机制的看法，” Kenney教授说道。该工作还确定了新的潜在治疗靶点，这可能被用来阻止毒性蛋白的表达，从而阻断沙门氏菌在巨噬细胞内生存并蓬勃发展的能力。