猪链球菌UgpE蛋白的鉴定与功能研究：揭示其在毒力调控和生物膜形成中的关键作用

本研究针对猪链球菌(Streptococcus suis, S. suis)这一重要人畜共患病原体，通过构建ugpE基因缺失突变体，系统研究了ABC转运体亚基UgpE对细菌生长、应激耐受、生物膜形成及毒力的调控机制。研究发现ugpE缺失会下调荚膜合成相关基因cps-2B/cps-2C/cps-2S表达，导致荚膜结构缺陷，同时增强对脑血管内皮细胞hCMEC/D3的黏附侵袭能力但降低全血存活率和肺泡巨噬细胞PAM的抗吞噬能力。动物实验证实ugpE缺失显著减弱毒力，为开发新型抗S. suis策略提供了潜在靶点。

　　

猪链球菌(Streptococcus suis)是一种严重威胁养猪业和人类健康的人畜共患病原体，可引起脑膜炎、败血症和中毒性休克综合征等疾病。其中血清型2(SS2)是流行最广、致病性最强的菌株，1998年和2005年在中国爆发的疫情曾导致数十人死亡。尽管已发现多种毒力因子如荚膜多糖(CPS)、细胞外因子(EF)等，但许多致病机制仍未阐明。ABC转运体作为细菌重要的跨膜转运系统，在营养摄取、毒力调控等方面发挥关键作用，但其在S. suis中的功能研究仍属空白。

吉林大学的研究团队聚焦于甘油磷酸摄取(Ugp)转运系统亚基ugpE，通过构建SC19菌株的ugpE缺失突变体，系统研究了该基因对细菌生理特性和致病力的影响。研究采用生长曲线分析、透射电镜观察细胞形态、结晶紫染色和扫描电镜评估生物膜、qRT-PCR检测基因表达、全血存活实验和巨噬细胞吞噬试验等关键技术，并在BALB/c小鼠模型中验证毒力变化。

研究结果显示，ugpE缺失导致细菌生长迟滞，细胞链形成异常，透射电镜观察到荚膜结构几乎消失。分子机制研究表明，这源于cps-2B、cps-2C和cps-2S等荚膜调控基因的表达下调。应激实验发现突变体对高温(40°C)、氧化(30 mM H₂O₂)和酸碱(pH 2.0-12.0)的耐受性显著降低。有趣的是，结晶紫染色和扫描电镜显示ugpE缺失反而增强了生物膜形成和rdar(红色干燥粗糙)形态，表明其负调控作用。

在毒力表型方面，突变体溶血活性降低，但对人脑血管内皮细胞hCMEC/D3的黏附和侵袭能力增强，这与srtA、sao等黏附相关基因上调有关。全血存活率从36%降至21%，肺泡巨噬细胞PAM的吞噬率显著升高。小鼠感染实验证实，野生型感染组3天内全部死亡，而突变体组无死亡，临床评分和脏器细菌载量显著降低。组织病理学显示突变体引起的炎症浸润、水肿等病变明显减轻。

该研究首次揭示了ABC转运体亚基UgpE在革兰阳性链球菌中的多重调控功能：通过正调控荚膜合成增强环境适应力，负调控生物膜形成，同时影响黏附侵袭与免疫逃逸的平衡。这些发现不仅拓展了对S. suis致病机制的认识，还为开发针对转运体系统的抗菌策略提供了理论依据。鉴于ABC转运体在细菌中的保守性，该研究也为其他病原体的毒力调控研究提供了新思路。