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動衛(wèi)所在2型豬鏈球菌潛在致病機制研究方面取得新進展
近日，動衛(wèi)所在農林科學期刊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。動衛(wèi)所與仲愷農業(yè)工程學院聯(lián)合培養(yǎng)的碩士研究生施科達和動衛(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）可直接引起血管內皮細胞發(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致宿主腦炎發(fā)生的分子機制及潛在藥物靶標挖掘具有重要意義。
膜囊泡（Membrane vesicles，MVs）可主動分泌到細菌細胞外環(huán)境中，參與細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)結合的外膜囊泡（Out membrane vesicles，OMV）激活Caspase-11介導的非經典通路，引起宿主細胞發(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是否引起細胞發(fā)生焦亡及其內在機制尚不清楚。
研究利用超高速密度梯度離心、電子顯微鏡分析、蛋白質組學質譜鑒定等方法分離并鑒定S. suis2來源的MVs。蛋白質組學質譜鑒定表明，MVs攜帶200種細菌蛋白質，其中包含烯醇化酶等6個已知的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主要通過動力蛋白依賴的內吞作用進入到內皮細胞中，并激活內皮細胞中的NLRP3/Caspase-1/GSDMD經典炎癥小體信號通路，產生活化的Caspase-1并切割GSDMD，形成焦亡的執(zhí)行者—GSDMD-N，誘導內皮細胞發(fā)生焦亡，但MVs不激活細胞的Caspase-4/-5非經典通路。此外，內皮細胞在S. suis2來源的MVs的誘導下產生大量活性氧（ROS）并導致線粒體失去膜電位引起線粒體DNA（mtDNA）向胞質釋放，胞質中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通過動力蛋白依賴性內吞作用被細胞內化，并可能通過在細胞內釋放毒力蛋白，損傷細胞線粒體誘導mtDNA、ROS的產生和釋放，從而激活細胞NLRP3/Caspase-1/GSDMD經典通路，誘導內皮細胞發(fā)生焦亡。
本研究得到了國家自然科學基金項目（U22A20520）、廣東省現(xiàn)代農業(yè)產業(yè)技術體系創(chuàng)新團隊項目（2023KJ119）、廣東省自然科學基金項目（2023A1515012206）的資助。
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095311923003222
