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動(dòng)衛(wèi)所在2型豬鏈球菌潛在致病機(jī)制研究方面取得新進(jìn)展
近日，動(dòng)衛(wèi)所在農(nóng)林科學(xué)期刊Journal of Integrative Agriculture（Top一區(qū)，IF=4.8）發(fā)表了題為“Membrane vesicles derived from Streptococcus suisserotype 2 induce cell pyroptosis in endothelial cells viathe NLRP3/Caspase-1/GSDMD pathway”的研究性論文。動(dòng)衛(wèi)所與仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院聯(lián)合培養(yǎng)的碩士研究生施科達(dá)和動(dòng)衛(wèi)所豬病研究室李艷副研究員為論文共同第一作者，李春玲研究員、翟少倫研究員為論文共同通訊作者。該文章揭示了2型豬鏈球菌分泌的膜囊泡（Membrane vesicles，MVs）可直接引起血管內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生焦亡，該研究對深入了解2型豬鏈球菌突破血腦屏障導(dǎo)致宿主腦炎發(fā)生的分子機(jī)制及潛在藥物靶標(biāo)挖掘具有重要意義。
膜囊泡（Membrane vesicles，MVs）可主動(dòng)分泌到細(xì)菌細(xì)胞外環(huán)境中，參與細(xì)菌和宿主的相互作用。大多數(shù)革蘭氏陰性菌可以通過釋放脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS)結(jié)合的外膜囊泡（Out membrane vesicles，OMV）激活Caspase-11介導(dǎo)的非經(jīng)典通路，引起宿主細(xì)胞發(fā)生焦亡。然而，革蘭氏陽性菌2型豬鏈球菌（Streptococcus suisserotype 2，S. suis2）分泌的MVs是否引起細(xì)胞發(fā)生焦亡及其內(nèi)在機(jī)制尚不清楚。
研究利用超高速密度梯度離心、電子顯微鏡分析、蛋白質(zhì)組學(xué)質(zhì)譜鑒定等方法分離并鑒定S. suis2來源的MVs。蛋白質(zhì)組學(xué)質(zhì)譜鑒定表明，MVs攜帶200種細(xì)菌蛋白質(zhì)，其中包含烯醇化酶等6個(gè)已知的S. suis2的毒力蛋白。利用熒光探針示蹤和Western Blot分析發(fā)現(xiàn)，MVs主要通過動(dòng)力蛋白依賴的內(nèi)吞作用進(jìn)入到內(nèi)皮細(xì)胞中，并激活內(nèi)皮細(xì)胞中的NLRP3/Caspase-1/GSDMD經(jīng)典炎癥小體信號(hào)通路，產(chǎn)生活化的Caspase-1并切割GSDMD，形成焦亡的執(zhí)行者—GSDMD-N，誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生焦亡，但MVs不激活細(xì)胞的Caspase-4/-5非經(jīng)典通路。此外，內(nèi)皮細(xì)胞在S. suis2來源的MVs的誘導(dǎo)下產(chǎn)生大量活性氧（ROS）并導(dǎo)致線粒體失去膜電位引起線粒體DNA（mtDNA）向胞質(zhì)釋放，胞質(zhì)中ROS和mtDNA的累積可能是激活NLRP3炎性小體的主要原因。
本研究揭示了S. suis2分泌的MVs通過動(dòng)力蛋白依賴性內(nèi)吞作用被細(xì)胞內(nèi)化，并可能通過在細(xì)胞內(nèi)釋放毒力蛋白，損傷細(xì)胞線粒體誘導(dǎo)mtDNA、ROS的產(chǎn)生和釋放，從而激活細(xì)胞NLRP3/Caspase-1/GSDMD經(jīng)典通路，誘導(dǎo)內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生焦亡。
本研究得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（U22A20520）、廣東省現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目（2023KJ119）、廣東省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（2023A1515012206）的資助。
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095311923003222
