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在细胞感染机制研究中，过氧化物酶体（peroxisomes）在细菌致病过程中的作用长期被忽视。研究人员针对此开展关于细菌病原体与宿主细胞过氧化物酶体关系的研究，发现 Legionella 和 Salmonella 会利用过氧化物酶体维持复制隔间，这为理解细菌致病机制提供新视角。
在细胞的微观世界里，细菌病原体与宿主细胞之间的 “战争” 从未停歇。长久以来，人们对病原体如何利用宿主细胞内的各种 “资源” 来实现自身的生存和繁衍充满好奇。过氧化物酶体作为细胞内重要的细胞器，在脂质代谢等诸多关键过程中发挥着关键作用，然而其在细菌致病过程中的角色却一直被科学界所忽视。许多细菌病原体，如 Legionella pneumophila 和 Salmonella enterica serovar Typhimurium，会在宿主细胞内的特定膜结合隔间中进行复制，维持这些隔间的完整性对于细菌的生存和逃避宿主免疫监视至关重要，但确保复制隔间稳定的机制却知之甚少。为了揭开这一神秘面纱，来自国外研究机构的研究人员开展了深入研究，相关成果发表在《SCIENCE ADVANCES》上。
研究人员采用了多种关键技术方法来探究细菌病原体与过氧化物酶体之间的关系。在细胞模型方面，使用了多种细胞系，如人胚肾 293T 细胞（HEK293T cells）、人单核细胞衍生的巨噬细胞（THP-1 cells）、U937 细胞、小鼠巨噬细胞系 RAW264.7 细胞等。在基因编辑技术上，运用 CRISPR-Cas9 介导的基因组编辑，对过氧化物酶体相关基因进行敲除，以研究基因缺失对细菌感染的影响。此外，还利用免疫沉淀、免疫荧光显微镜等技术来检测蛋白间的相互作用以及蛋白的定位和表达情况 。
在研究结果部分，首先发现 MavP（more regions allowing vacuole colocalization P）与宿主过氧化物酶体膜蛋白 PMP70（peroxisomal membrane protein 70）相互作用。通过生物素识别（BioID）技术和免疫沉淀实验证实，MavP 能够招募 PMP70，进而使过氧化物酶体聚集到其亚细胞位置。在感染过程中，MavP 在细菌复制起始时定位到 Legionella 复制液泡（LCV，Legionella-containing vacuole），并招募过氧化物酶体到 LCV。研究人员通过观察不同时间点 MavP 的定位以及过氧化物酶体标记蛋白 PMP70 的分布，发现 MavP 在感染 3 小时后开始大量积累在 LCV，同时过氧化物酶体向 LCV 的招募也逐渐增加，且这一过程依赖于 Dot/Icm 分泌系统和 MavP。
过氧化物酶体对 Legionella 的细胞内生长十分重要。敲除过氧化物酶体生物发生相关基因 Pex19 或 Pex5 后，Legionella 的生长受到抑制。研究还发现，Legionella 感染会改变过氧化物酶体的生物学特性，感染后 LCV 处的过氧化物酶体变大，但整体数量未变，且过氧化物酶体代谢酶的水平发生变化，如 GNPAT（glycerone-phosphate O-acyl transferase）水平升高，而 AGPS（alkyl-glycerone phosphate synthase）水平不变。进一步研究表明，过氧化物酶体的脂质合成功能对 LCV 的扩张和完整性至关重要，敲除相关脂质合成基因会限制 LCV 扩张，导致 LCV 不稳定。
对于 Salmonella，过氧化物酶体同样促进其细胞内生长和液泡完整性。敲除 Pex19 或 Pex5 会减少 Salmonella 的数量，且过氧化物酶体功能障碍会导致 Salmonella 含菌液泡（SCV，Salmonella-containing vacuole）空间受限、不稳定，影响细菌的复制。
综合研究结论和讨论部分，该研究明确了过氧化物酶体在细菌病原体致病过程中的关键作用。过氧化物酶体不仅为细菌复制提供脂质等物质，还参与维持复制液泡的扩张和完整性。细菌通过分泌效应蛋白（如 MavP）来操纵宿主过氧化物酶体，这一发现为理解细菌致病机制提供了新的方向，也为开发针对细菌感染的治疗策略提供了潜在的靶点，对生命科学和医学领域的细菌感染研究具有重要意义。
