家蚕天然共生菌Enterococcus faecalis LX10通过分泌肠球菌素（EntLX）调控宿主对微孢子虫Nosema bombycis感染的抗性机制

本研究针对家蚕微粒子病（Pebrine）防治难题，揭示了肠道共生菌Enterococcus faecalis LX10通过分泌肠球菌素（EntLX）抑制Nosema bombycis（N. bombycis）感染的分子机制。研究发现EntLX依赖凝胶酶（GelE）加工和二硫键形成蛋白（DsbA）激活，能显著降低细胞感染率并修复肠道损伤。通过转基因细胞和工程菌株验证，证实EntLX可调节宿主代谢稳态并改善经济性状（如茧重、化蛹率）。该成果为利用益生菌防控昆虫病原体提供了新策略，发表于《BMC Microbiology》。

　　

微孢子虫（Microsporidia）是一类专性细胞内寄生的真菌相关病原体，能感染包括家蚕（Bombyx mori）在内的多种生物。其中Nosema bombycis（N. bombycis）引发的家蚕微粒子病（Pebrine）是蚕业中唯一强制检疫的病害，每年造成巨大经济损失。传统防治方法如消毒剂、热疗或化学药物（如阿苯达唑）虽有效但应用受限，而通过筛选未感染后代（巴斯德法）的防控手段效率低下。近年来，肠道微生物群作为宿主抵御病原体的第一道防线备受关注，但共生菌如何介导抗感染机制尚不明确。

湖州大学生命科学学院与浙江大学动物科学学院的研究团队发现，家蚕肠道优势菌Enterococcus faecalis LX10能显著抑制N. bombycis感染。通过多组学分析和功能验证，首次阐明其分泌的肠球菌素（EntLX）通过凝胶酶（GelE）介导的蛋白水解和二硫键依赖的活化机制发挥抗微孢子虫作用。该研究不仅解析了EntLX的分子功能，还通过工程菌株和转基因细胞验证其应用潜力，为益生菌防控昆虫病害提供了理论依据，成果发表于《BMC Microbiology》。

研究采用以下关键技术：1）从健康家蚕肠道分离E. faecalis LX10并完成全基因组测序；2）通过原核表达系统纯化EntLX蛋白，结合合成肽（含/不含二硫键）验证其活性；3）构建EntLX基因缺失株和工程菌株（EF/EM/EC），利用电转染技术导入pAM401载体；4）建立家蚕卵巢细胞（BmN细胞）转基因模型，通过qPCR和免疫荧光检测N. bombycis感染率；5）非靶向代谢组学分析肠道代谢物变化；6）评估幼虫体重、茧性状等经济指标。

EntLX的分子特征与活性机制
全基因组分析显示，E. faecalis LX10的ef1097基因编码171个氨基酸的EntLX前肽，包含信号肽（103 aa）和成熟肽（68 aa）。体外实验证实，凝胶酶（GelE）可将15.69 kDa的EntLX136切割为7.2 kDa的活性形式（EntLX68+）。通过合成肽对比发现，含二硫键（Cys¹⁰⁶-Cys¹⁶⁷）的EntLX68+抑制孢子萌发率达80%，而无二硫键版本（EntLX68-）完全失活。进一步发现，硫氧还蛋白家族成员DsbA是维持EntLX活性的关键因子。

工程菌与转基因细胞的抗感染效应
将EntLX基因转入无活性菌株（E. faecalis LX11、E. mundtii和E. caseliflavus）后，工程菌EF/EM/EC显著抑制N. bombycis萌发（P<0.001）。在BmN细胞中，EntLX定位于胞质（24 h）后逐渐扩散至核内（72 h），使N. bombycis基因拷贝数从2.8×10¹⁰降至1.3×10⁷（P<0.0001）。缺失实验表明，删除信号肽（△2）或二硫键位点（△5/△6）会完全丧失抗感染能力。

肠道表达与宿主保护作用
RT-qPCR显示，EntLX在家蚕中肠上皮、围食膜和内容物中高表达，接种6天后围食膜表达量提升8倍。组织病理学分析证实，EntLX处理组肠道微绒毛损伤减轻，且无基底膜破裂。代谢组学发现，N. bombycis感染扰乱丙氨酸代谢和嘌呤合成等通路，而LX10共接种可部分恢复代谢稳态。

经济性状改善
与单一感染组相比，LX10接种使幼虫体重、全茧重（提升23%）、茧壳重（提升19%）等指标显著改善（P<0.05），化蛹率和羽化率接近健康对照组。

该研究系统揭示了EntLX通过“酶加工-二硫键活化-代谢调控”三重机制增强家蚕抗微孢子虫能力的分子途径。其意义在于：1）首次报道昆虫共生菌抗菌蛋白（EntLX）的结构与功能；2）提出“工程益生菌-宿主代谢-经济性状”的联动防控策略；3）为其他昆虫病原体（如BmNPV）的防治提供借鉴。未来需进一步探索EntLX在复杂肠道菌群中的稳定性及其与宿主免疫的互作机制。