鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii）的OmpA蛋白对肺上皮细胞凋亡的影响及其分子机制

《Microbial Pathogenesis》：Effect of OmpA of Acinetobacter baumannii on apoptosis in pulmonary epithelial cells and its molecular mechanism

铜绿假单胞菌外膜蛋白A通过破坏线粒体功能引发肺组织细胞凋亡，机制涉及自噬相关蛋白表达调控。

　　

赵丹|曾婷媛|王斌|李文|赵德刚|张向燕

贵州省人民医院睡眠医学科，贵阳，550002，中国

摘要

背景

鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii，简称AB）是医院获得性感染的主要病原体，其毒力和耐药性日益引起关注。外膜蛋白A（OmpA）在AB的致病性中起着关键作用，它促进了细菌的黏附、生物膜的形成、毒素的释放以及免疫反应。OmpA由两个富含脯氨酸的区域组成，其N端形成一个β-桶状跨膜结构，使AB能够结合宿主细胞并侵入线粒体和细胞核。N端会触发caspase级联反应，导致线粒体损伤；而C端则导致DNA降解，最终引发细胞凋亡。

方法

本研究通过体外和体内实验（如Annexin V/PI染色、HE染色、免疫组化（IHC）、Western blotting和免疫荧光）探讨了OmpA在肺组织中引起线粒体损伤和细胞凋亡的作用。

结果

体内实验表明，OmpA缺失显著减轻了SD大鼠肺组织中的炎症损伤、肺泡结构破坏和支气管周围炎症细胞的浸润。这种保护作用是通过下调Beclin-1、JNK1、Drp-1和caspase-3/9的表达，并上调Bcl-2的表达来实现的，从而减轻了肺组织损伤。在WTRL1细胞中的体外实验也显示了类似的结果：OmpA^?/?菌株和自噬抑制剂氯喹均逆转了上述蛋白质的表达和细胞凋亡现象。

结论

在AB感染过程中，OmpA会诱导肺组织细胞的线粒体损伤和细胞凋亡。

引言

细胞凋亡和自噬是抵御像鲍曼不动杆菌（Acinetobacter baumannii, AB）这样的细胞内病原体的关键宿主防御机制，而AB的毒力在很大程度上受其外膜蛋白A（OmpA）的影响[1,2]。虽然OmpA因其能够调节宿主细胞死亡途径而受到重视[3,4]，但其在肺上皮细胞（AB呼吸道感染的主要靶标）中动态协调自噬和细胞凋亡的作用仍不甚清楚。这一知识空白极大地限制了我们对AB在肺部致病机制的理解。为了解决这一问题，本研究采用了大鼠肺上皮细胞系（WTRL1）和SD大鼠AB肺炎模型。通过综合使用这两种模型，我们研究了感染时间、OmpA敲低以及自噬的药理学调控对关键凋亡和自噬相关因子表达的影响。研究结果阐明了OmpA诱导的线粒体功能障碍与细胞死亡之间的机制联系，为AB的致病机制提供了新的见解，并为新型抗感染策略奠定了理论基础。

实验部分

实验对象和试剂

本研究使用了54只健康、清洁级别的雄性Sprague-Dawley（SD）大鼠，体重为180 ± 20克（江苏长卡斯实验动物有限公司提供，许可证编号SCXK2016-0010）。该研究获得了贵州省人民医院医学伦理委员会的批准（伦理审查批准编号2016052）。为了确保实验的客观性和可重复性，我们严格遵循了随机化、盲法和对照的原则。

OmpA缺失可减弱AB在肺上皮细胞中的细胞病变效应

为了评估OmpA在介导宿主细胞损伤中的作用，我们首先观察了WTRL1细胞在感染野生型AB或同源OmpA^?/?菌株后的形态变化。显微镜观察显示，野生型AB感染引起了时间依赖性的细胞病变效应，表现为细胞显著收缩和裂解，这些现象在感染后5小时（hpi）开始显现，并在7小时时最为严重。值得注意的是，在关键的3小时时间点，被

讨论

AB的致病机制与其调控宿主细胞死亡途径的能力密切相关，尤其是细胞凋亡和自噬[5]。我们的研究提供了有力证据，证明OmpA是这一过程中的关键毒力因子，主要通过破坏线粒体功能并调控肺上皮细胞中的线粒体依赖性凋亡级联反应来实现。

作者贡献声明

赵丹：撰写、审稿与编辑、监督、资金筹集。曾婷媛：撰写、审稿与编辑、软件使用、方法学设计、数据管理。王斌：方法学设计、数据管理。李文：数据可视化、方法学设计。赵德刚：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、项目管理、概念构思。张向燕：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、资源获取、概念构思。

资助

本研究得到了国家自然科学基金（编号81660002和82260005）、贵州省科学技术基础研究计划（编号[2020]1Y291）、贵州省基础研究项目（编号Guizhou Science and Technology Foundation-ZK(2023)General 202）以及贵州省卫生健康委员会（编号gzwkj2025-242）的资助。

利益冲突声明

我们声明与任何可能不当影响我们工作的个人或组织没有财务或个人关系，也不在任何产品、服务或公司中拥有可能影响本文观点或评审结果的专业或其他个人利益。

致谢

我想感谢所有在我撰写这篇论文过程中给予帮助的人。特别感谢其他同事在实验中提出的建议、评论和批评。赵丹和曾婷媛对这项工作做出了同等贡献，应被视为共同第一作者；赵丹和张向燕负责资源获取；赵丹和曾婷媛共同完成了初稿的撰写；张向燕和赵德刚也参与了初稿的撰写。