豬肺炎支原體抑制宿主未折疊蛋白反應(yīng)促進(jìn)其黏附的分子機(jī)制研究

豬肺炎支原體（Mycoplasma hyopneumoniae，Mhp）是豬支原體肺炎（Mycoplasma pneumonia of swine，MPS）的病原，該病是一種慢性呼吸道傳染病，其臨床特征表現(xiàn)為咳嗽，生長(zhǎng)發(fā)育遲緩和飼料效率降低。Mhp 經(jīng)常與豬的其他呼吸系統(tǒng)病原相互作用，使其呼吸道相關(guān)病情更加復(fù)雜和持續(xù)性惡化。MPS被認(rèn)為在豬呼吸道疾病綜合征（PRDC）中具有重要作用，是起誘導(dǎo)作用之一的病原菌。MPS 分布在全世界幾乎所有養(yǎng)豬國(guó)家，對(duì)生豬養(yǎng)殖造成了重大經(jīng)濟(jì)損失，阻滯了養(yǎng)豬業(yè)的健康發(fā)展。

有關(guān)Mhp 致病機(jī)制方面仍然存在著重要的知識(shí)空白，例如天然免疫因子與Mhp 感染的關(guān)系、Mhp易與其他病原體發(fā)生混合感染的原因及持續(xù)性感染的分子基礎(chǔ)等。因此，進(jìn)一步闡述宿主響應(yīng)Mhp 感染的天然免疫機(jī)制有助于開(kāi)發(fā)有效的疫苗并進(jìn)一步控制該病的傳播和流行。

許多因素，如細(xì)菌感染、缺血、缺氧、熱休克和蛋白質(zhì)合成增加會(huì)導(dǎo)致內(nèi)質(zhì)網(wǎng)應(yīng)激和誘發(fā)適應(yīng)性未折疊蛋白反應(yīng)（Unfolded protein response，UPR）。而宿主UPR 一方面作為一種細(xì)胞保護(hù)性的信號(hào)通路，可以直接感受細(xì)菌毒素或效應(yīng)物引起的細(xì)胞變化來(lái)緩解施加于內(nèi)質(zhì)網(wǎng)的生理壓力，并恢復(fù)內(nèi)質(zhì)網(wǎng)穩(wěn)態(tài)；另一方面，UPR 激活后調(diào)用固有免疫信號(hào)（促炎反應(yīng)的激活等）以應(yīng)對(duì)侵入的微生物。顯然，UPR 是宿主免疫反應(yīng)中抵御病原體的第一道防線，在宿主-病原體相互作用中起著重要作用。如流產(chǎn)布魯氏菌、單核細(xì)胞增生李斯特菌和假結(jié)核耶爾森菌等已經(jīng)進(jìn)化出減輕或利用UPR 來(lái)促進(jìn)其生存的策略。

近期，《Infection and Immunity》發(fā)表了中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所辛九慶團(tuán)隊(duì)完成的“Mycoplasma hyopneumoniae inhibits porcine beta-defensin 2 production by blocking the unfolded protein response to facilitate epithelial adhesion and infection”的 研 究 論文。該研究以Mhp 與宿主細(xì)胞UPR 之間的相互作用為切入點(diǎn)，探究Mhp 如何積極調(diào)控宿主免疫應(yīng)答，進(jìn)一步解析了Mhp 的致病機(jī)制。研究結(jié)果顯示Mhp可以抑制豬的原代氣管上皮細(xì)胞（PTEC）和豬肺泡巨噬細(xì)胞（PAM）UPR 的標(biāo)志分子GRP78 和CHOP 的表達(dá)，甚至能阻斷UPR 激活劑衣霉素（Tunicamycin）對(duì)PTEC UPR 的誘導(dǎo)作用，表明Mhp 感染能夠抑制宿主細(xì)胞UPR。進(jìn)一步檢測(cè)顯示Mhp 感染能夠減少PERK/eIF2α磷酸化、ATF6 裂解以及XBP1 剪接，證明Mhp 顯著抑制了宿主細(xì)胞UPR 3 條信號(hào)通路（PERK、ATF6 和IRE1α 信號(hào)通路）。值得注意的是，分別利用特異性化學(xué)抑制劑模擬了Mhp 對(duì)宿主細(xì)胞UPR 信號(hào)通路的抑制作用之后，利用TaqMan qPCR 和流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)發(fā)現(xiàn)UPR 及其任一條信號(hào)通路抑制均能促進(jìn)Mhp 對(duì)宿主細(xì)胞的黏附和感染。與之相反，利用Salubrinal 處理PTEC、成功過(guò)表達(dá)PTEC 的XBP1s 和p50ATF6 蛋 白分別 激 活UPR 的3 條信號(hào)通路均會(huì)減少M(fèi)hp 對(duì)宿主細(xì)胞的黏附。為了進(jìn)一步確定其黏附和感染能力增加的分子機(jī)制，還開(kāi)展了其下游相關(guān)信號(hào)通路的研究。研究結(jié)果顯示UPR 被抑制進(jìn)而減少了P65 蛋白的磷酸化水平從而干擾了NF-κB 信號(hào)傳導(dǎo)，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)豬β防御素2（Porcine beta-defensin 2，PBD-2）的產(chǎn)生依賴于NF-κB 信號(hào)通路。PBD-2 是一種重要的上皮細(xì)胞分泌的抵抗細(xì)菌感染的抗菌肽，尤其在抵抗呼吸道致病菌中具有重要的作用。因此NF-κB 信號(hào)通路被干擾引起了PBD-2釋放量的減少，最終導(dǎo)致Mhp黏附水平的增加。

該研究結(jié)果闡述了UPR 在調(diào)節(jié)PBD-2 釋放和Mhp 感染中的重要作用，為Mhp 的分子發(fā)病機(jī)制提供了新的觀點(diǎn)，拓寬了對(duì)Mhp 感染與宿主抗細(xì)菌免疫應(yīng)答之間相互作用的認(rèn)知。

評(píng)述論文來(lái)源：Qiao Pan, Wang Xiu-mei, Liu Tong,et al. Mycoplasma hyopneumoniae inhibits porcine betadefensin 2 production by blocking the unfolded protein response to facilitate epithelial adhesion and infection [J].Infect Immun,2020,88(7).doi:10.1128/IAI.00164-20.