Hxc-T2SS调控铜绿假单胞菌PAO1毒力特征的机制及其在慢性伤口感染中的潜在治疗价值

本研究针对铜绿假单胞菌Hxc-T2SS系统在磷酸盐匮乏条件下调控毒力的机制不明问题，通过构建hxcR突变体，发现其通过PhoR/PhoB双组分系统减少鼠李糖脂和绿脓菌素产生，同时增强体外生物膜形成但抑制离体猪皮肤模型中的感染能力，为慢性伤口治疗提供新靶点。

　　

铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）作为医院获得性感染的主要病原体，其耐药性和生物膜形成能力导致慢性伤口感染难以根治。在磷酸盐匮乏的伤口微环境中，该菌通过两种II型分泌系统（T2SS）——Xcp和Hxc调控毒力。虽然Xcp-T2SS的作用已被阐明，但Hxc-T2SS的功能仍属未知。安徽高校分子酶学与检测创新团队通过构建hxcR基因突变体，首次揭示Hxc系统通过调控PhoR/PhoB双组分系统影响毒力因子分泌和生物膜形成的双刃剑效应。

研究采用基因敲除、表型分析结合离体猪皮肤模型等技术。关键实验包括：在磷酸盐匮乏培养基（PP medium）中测定碱性磷酸酶活性；通过结晶紫染色和c-di-GMP检测评估生物膜；采用C. elegans感染模型进行快杀/慢杀实验。

主要结果

1. Hxc-T2SS失活降低碱性磷酸酶分泌
   hxcR突变体在PP培养基中碱性磷酸酶活性保留76.3%，证实Hxc系统负责分泌低分子量碱性磷酸酶LapA/LapB。

2. 毒力因子调控机制
   突变体鼠李糖脂和绿脓菌素产量下降，与PhoR/PhoB系统介导的磷酸盐获取途径相关。但体外生物膜因c-di-GMP水平升高而增强，形成"高生物膜-低毒素"的特殊表型。

3. 离体与体内模型的矛盾表现
   在猪皮肤慢性伤口模型中，hxcR突变显著抑制生物膜形成，提示Hxc系统在真实感染环境中可能通过未知效应因子调控宿主-病原体互作。

4. C. elegans感染实验验证
   磷酸盐匮乏条件下，突变体在快杀（48小时）和慢杀（7天）实验中均表现出致病性降低，死亡率较野生型下降40%。

结论与意义
该研究首次阐明Hxc-T2SS通过"磷酸盐感应-毒力重编程"双重通路影响铜绿假单胞菌致病性：在缺磷条件下，一方面通过PhoR/PhoB下调毒素分泌，另一方面通过c-di-GMP促进生物膜形成。值得注意的是，离体皮肤模型中生物膜形成的抑制现象，暗示Hxc系统可能分泌未被鉴定的效应蛋白参与宿主组织定植。这些发现为开发针对慢性伤口中铜绿假单胞菌生物膜-毒力转换的精准疗法提供了理论依据，论文发表于《Microbial Pathogenesis》。