猪肺炎支原体抑制宿主未折叠蛋白反应促进其黏附的分子机制研究

猪肺炎支原体（Mycoplasma hyopneumoniae，Mhp）是猪支原体肺炎（Mycoplasma pneumonia of swine，MPS）的病原，该病是一种慢性呼吸道传染病，其临床特征表现为咳嗽，生长发育迟缓和饲料效率降低。Mhp 经常与猪的其他呼吸系统病原相互作用，使其呼吸道相关病情更加复杂和持续性恶化。MPS被认为在猪呼吸道疾病综合征（PRDC）中具有重要作用，是起诱导作用之一的病原菌。MPS 分布在全世界几乎所有养猪国家，对生猪养殖造成了重大经济损失，阻滞了养猪业的健康发展。

有关Mhp 致病机制方面仍然存在着重要的知识空白，例如天然免疫因子与Mhp 感染的关系、Mhp易与其他病原体发生混合感染的原因及持续性感染的分子基础等。因此，进一步阐述宿主响应Mhp 感染的天然免疫机制有助于开发有效的疫苗并进一步控制该病的传播和流行。

许多因素，如细菌感染、缺血、缺氧、热休克和蛋白质合成增加会导致内质网应激和诱发适应性未折叠蛋白反应（Unfolded protein response，UPR）。而宿主UPR 一方面作为一种细胞保护性的信号通路，可以直接感受细菌毒素或效应物引起的细胞变化来缓解施加于内质网的生理压力，并恢复内质网稳态；另一方面，UPR 激活后调用固有免疫信号（促炎反应的激活等）以应对侵入的微生物。显然，UPR 是宿主免疫反应中抵御病原体的第一道防线，在宿主-病原体相互作用中起着重要作用。如流产布鲁氏菌、单核细胞增生李斯特菌和假结核耶尔森菌等已经进化出减轻或利用UPR 来促进其生存的策略。

近期，《Infection and Immunity》发表了中国农业科学院哈尔滨兽医研究所辛九庆团队完成的“Mycoplasma hyopneumoniae inhibits porcine beta-defensin 2 production by blocking the unfolded protein response to facilitate epithelial adhesion and infection”的 研 究 论文。该研究以Mhp 与宿主细胞UPR 之间的相互作用为切入点，探究Mhp 如何积极调控宿主免疫应答，进一步解析了Mhp 的致病机制。研究结果显示Mhp可以抑制猪的原代气管上皮细胞（PTEC）和猪肺泡巨噬细胞（PAM）UPR 的标志分子GRP78 和CHOP 的表达，甚至能阻断UPR 激活剂衣霉素（Tunicamycin）对PTEC UPR 的诱导作用，表明Mhp 感染能够抑制宿主细胞UPR。进一步检测显示Mhp 感染能够减少PERK/eIF2α磷酸化、ATF6 裂解以及XBP1 剪接，证明Mhp 显著抑制了宿主细胞UPR 3 条信号通路（PERK、ATF6 和IRE1α 信号通路）。值得注意的是，分别利用特异性化学抑制剂模拟了Mhp 对宿主细胞UPR 信号通路的抑制作用之后，利用TaqMan qPCR 和流式细胞术检测发现UPR 及其任一条信号通路抑制均能促进Mhp 对宿主细胞的黏附和感染。与之相反，利用Salubrinal 处理PTEC、成功过表达PTEC 的XBP1s 和p50ATF6 蛋 白分别 激 活UPR 的3 条信号通路均会减少Mhp 对宿主细胞的黏附。为了进一步确定其黏附和感染能力增加的分子机制，还开展了其下游相关信号通路的研究。研究结果显示UPR 被抑制进而减少了P65 蛋白的磷酸化水平从而干扰了NF-κB 信号传导，进而发现猪β防御素2（Porcine beta-defensin 2，PBD-2）的产生依赖于NF-κB 信号通路。PBD-2 是一种重要的上皮细胞分泌的抵抗细菌感染的抗菌肽，尤其在抵抗呼吸道致病菌中具有重要的作用。因此NF-κB 信号通路被干扰引起了PBD-2释放量的减少，最终导致Mhp黏附水平的增加。

该研究结果阐述了UPR 在调节PBD-2 释放和Mhp 感染中的重要作用，为Mhp 的分子发病机制提供了新的观点，拓宽了对Mhp 感染与宿主抗细菌免疫应答之间相互作用的认知。

评述论文来源：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.