动卫所在2型猪链球菌潜在致病机制研究方面取得新进展
近日，动卫所在农林科学期刊Journal of Integrative Agriculture（Top一区，IF=4.8）发表了题为“Membrane vesicles derived from Streptococcus suis Serotype 2 induce cell pyroptosis in endothelial cells via the NLRP3/Caspase-1/GSDMD pathway”的研究性论文。动卫所与仲恺农业工程学院联合培养的硕士研究生施科达和动卫所猪病研究室李艳副研究员为论文共同第一作者，李春玲研究员、翟少伦研究员为论文共同通讯作者。该文章揭示了2型猪链球菌分泌的膜囊泡（Membrane vesicles，MVs）可直接引起血管内皮细胞发生焦亡，该研究对深入了解2型猪链球菌突破血脑屏障导致宿主脑炎发生的分子机制及潜在药物靶标挖掘具有重要意义。
膜囊泡（Membrane vesicles，MVs）可主动分泌到细菌细胞外环境中，参与细菌和宿主的相互作用。大多数革兰氏阴性菌可以通过释放脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS)结合的外膜囊泡（Out membrane vesicles，OMV）激活Caspase-11介导的非经典通路，引起宿主细胞发生焦亡。然而，革兰氏阳性菌2型猪链球菌（Streptococcus suisserotype 2，S. suis2）分泌的MVs是否引起细胞发生焦亡及其内在机制尚不清楚。
研究利用超高速密度梯度离心、电子显微镜分析、蛋白质组学质谱鉴定等方法分离并鉴定S. suis2来源的MVs。蛋白质组学质谱鉴定表明，MVs携带200种细菌蛋白质，其中包含烯醇化酶等6个已知的S. suis2的毒力蛋白。利用荧光探针示踪和Western Blot分析发现，MVs主要通过动力蛋白依赖的内吞作用进入到内皮细胞中，并激活内皮细胞中的NLRP3/Caspase-1/GSDMD经典炎症小体信号通路，产生活化的Caspase-1并切割GSDMD，形成焦亡的执行者—GSDMD-N，诱导内皮细胞发生焦亡，但MVs不激活细胞的Caspase-4/-5非经典通路。此外，内皮细胞在S. suis2来源的MVs的诱导下产生大量活性氧（ROS）并导致线粒体失去膜电位引起线粒体DNA（mtDNA）向胞质释放，胞质中ROS和mtDNA的累积可能是激活NLRP3炎性小体的主要原因。
本研究揭示了S. suis2分泌的MVs通过动力蛋白依赖性内吞作用被细胞内化，并可能通过在细胞内释放毒力蛋白，损伤细胞线粒体诱导mtDNA、ROS的产生和释放，从而激活细胞NLRP3/Caspase-1/GSDMD经典通路，诱导内皮细胞发生焦亡。
本研究得到了国家自然科学基金项目（U22A20520）、广东省现代农业产业技术体系创新团队项目（2023KJ119）、广东省自然科学基金项目（2023A1515012206）的资助。
原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2095311923003222
