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本研究聚焦于猪链球菌（Streptococcus suis）如何跨越血脑屏障（BBB）和血脑脊液屏障（BCSFB）引发脑膜炎，利用人诱导多能干细胞（iPSC）衍生的脉络丛（ChP）类器官模型，揭示了猪链球菌的入侵机制及其引发的宿主反应，为开发预防和治疗措施提供了新思路。
猪链球菌（Streptococcus suis）是一种重要的病原体，可引发猪和人类的脑膜炎。脑膜炎是一种严重的中枢神经系统感染，可能导致脑损伤、听力损失和学习障碍等并发症。尽管已有抗菌治疗手段，但其发病机制尚未完全明确。为了深入理解猪链球菌如何跨越血脑屏障（BBB）和血脑脊液屏障（BCSFB）进入中枢神经系统（CNS），研究人员利用人诱导多能干细胞（iPSC）衍生的脉络丛（ChP）类器官模型开展研究。该研究揭示了猪链球菌能够不破坏屏障完整性地跨过ChP类器官上皮，并在脑脊液（CSF）中复制。此外，宿主的纤溶酶原（Plg）结合猪链球菌表面的烯醇酶并被转化为纤溶酶（Pln）后，显著促进了猪链球菌的跨屏障转运。研究还通过转录组分析发现，猪链球菌感染引发了ChP类器官的炎症反应，而Plg的结合进一步提示了细胞外基质（ECM）重塑的发生。这一研究不仅首次利用ChP类器官模型研究细菌感染，还为开发针对猪链球菌入侵机制的预防和治疗措施提供了理论依据，具有重要的科学意义和应用价值。论文发表在《Fluids and Barriers of the CNS》上，为相关领域的研究提供了新的视角和方法。
在研究过程中，研究人员采用了以下关键技术方法：首先，利用人诱导多能干细胞（iPSC）衍生的脉络丛（ChP）类器官模型，该模型能够准确模拟体内脉络丛上皮的细胞结构和生理功能；其次，通过转录组分析技术，对感染猪链球菌后的ChP类器官进行基因表达谱分析，以揭示宿主细胞的响应机制；最后，结合细菌培养和定量分析，研究猪链球菌在脑脊液（CSF）中的生长情况以及跨屏障转运能力。
在研究结果方面，研究人员发现猪链球菌能够跨过ChP类器官上皮进入类脑脊液（CSF）样液体中，且不引起明显的细胞死亡或破坏屏障完整性。在存在组织纤溶酶原激活剂（tPA）的情况下，纤溶酶原（Plg）结合猪链球菌并转化为纤溶酶（Pln）后，显著增加了猪链球菌从基底侧到顶侧的跨上皮转运。此外，猪链球菌在CSF和实验室培养基中均能以相同速率生长，但最终密度较低。转录组分析显示，猪链球菌感染后ChP类器官的基因表达发生了显著变化，主要涉及炎症反应和细胞外基质（ECM）重塑相关通路。
在讨论部分，研究人员指出，ChP类器官模型为研究猪链球菌与宿主细胞的相互作用提供了新的工具。该模型不仅能够模拟猪链球菌的入侵过程，还揭示了宿主细胞在感染过程中的防御机制。此外，该研究还强调了Plg结合和Pln转化在猪链球菌入侵中的重要作用，为开发针对猪链球菌入侵机制的预防和治疗措施提供了潜在靶点。未来的研究可以进一步探索猪链球菌入侵的具体分子机制，并利用该模型研究其他病原体与宿主细胞的相互作用。
