Kingella kingae细胞毒素RtxA诱导口腔上皮细胞先天免疫反应的机制研究

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:Current Research in Microbial Sciences 4.8

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  本研究针对儿童病原体Kingella kingae的关键毒力因子RtxA,通过比较临床分离株PYKK081与其RtxA缺失突变体及共生菌K. oralis/K. denitrificans对口腔上皮细胞HSC-3的感染效应,首次揭示RtxA通过上调CXCL8/IL1B/IL6/TNF等促炎因子及抗菌肽DEFB4A/SLPI的表达,触发先天免疫应答。该发现为理解K. kingae侵袭机制及RTX毒素免疫调控作用提供新视角,论文发表于《Current Research in Microbial Sciences》。

  

在儿童感染性疾病领域,Kingella kingae作为一种新兴的儿科病原体,近年来被确认为6-36月龄儿童化脓性关节炎和骨髓炎的主要致病菌。这种革兰阴性菌定植于儿童口咽部,其关键毒力因子——重复毒素(RTX)家族成员RtxA,能够形成膜孔道破坏宿主细胞生理功能。然而,RtxA如何调控宿主上皮细胞的免疫应答,以及这种相互作用如何影响细菌的致病过程,始终是未解之谜。捷克科学院的科研团队通过系统的体外实验,揭示了RtxA激活口腔上皮细胞免疫防御的新机制。

研究采用qRT-PCR、流式细胞术和细胞毒性检测等关键技术,以临床分离株PYKK081及其RtxA缺失突变体KKNB100为模型,结合共生菌K. oralis和K. denitrificans对照,分析感染后HSC-3细胞的基因表达和蛋白分泌谱。

在"感染HSC-3口腔上皮细胞"部分,研究通过LDH释放实验确定MOI=5和1.5小时抗生素处理的关键参数,确保RtxA产生适度细胞损伤。随后的"RtxA刺激促炎细胞因子产生"章节显示,PYKK081显著上调CXCL8(IL-8)、IL1B、IL6和TNF的基因表达(3小时达峰值),并通过流式验证蛋白分泌增加,而突变体和共生菌无此效应。值得注意的是,IL-6在K. denitrificans感染后期也出现轻微升高,暗示非RtxA成分的潜在作用。

关于"促炎趋化因子调控",研究发现CCL5和CXCL10的分泌显著依赖于RtxA,而CCL2虽基因表达上调却未检测到蛋白分泌,可能与mRNA降解有关。通过"损伤相关分子模式"对照实验,排除了细胞裂解产物DAMPs对免疫激活的干扰。最后的"抗菌肽诱导"部分揭示,RtxA特异性上调β-防御素2(DEFB4A)和分泌型白细胞蛋白酶抑制剂(SLPI)的表达,但对其他抗菌肽影响有限。

讨论部分强调,该研究首次阐明RtxA在口腔上皮中呈现与巨噬细胞相反的免疫调控模式——在THP-1中抑制的IL-6/IL-8/TNF等因子,在上皮细胞中却被强烈激活。这种组织特异性反应可能与K. kingae年龄依赖性定植现象相关:幼儿期RtxA触发的强烈炎症可能破坏上皮屏障促进侵袭,而随免疫系统成熟,这种反应可能反而促进细菌清除。研究还指出,不同PFGE克隆(如PYKK081属ST22型)的RtxA变异可能影响致病性,为后续菌株比较研究指明方向。

这项成果不仅完善了对K. kingae致病机制的认识,更揭示了RTX毒素家族成员在粘膜免疫中的双重作用,为开发针对儿童侵袭性感染的干预策略提供了理论依据。

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