近日，動衛所在農林科學期刊Journal of Integrative Agriculture（Top一區，IF=4.8）發表了題為“Membrane vesicles derived from Streptococcus suis Serotype 2 induce cell pyroptosis in endothelial cells via the NLRP3/Caspase-1/GSDMD pathway”的研究性論文。動衛所與仲愷農業工程學院聯合培養的碩士研究生施科達和動衛所豬病研究室李豔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生的分子機製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境中，參與細菌和宿主的相互作用。大多數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是否引起細胞發生焦亡及其內在機製尚不清楚。

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並鑒定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分析發現，MVs主要通過動力蛋白依賴的內吞作用進入到內皮細胞中，並激活內皮細胞中的NLRP3/Caspase-1/GSDMD經典炎症小體信號通路，產生活化的Caspase-1並切割GSDMD，形成焦亡的執行者—GSDMD-N，誘導內皮細胞發生焦亡，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）並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，並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，誘導內皮細胞發生焦亡。

本研究得到了國家自然科學基金項目（U22A20520）、廣東省現代農業產業技術體係創新團隊項目（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