猪肺炎支原体脂蛋白Mhp390作为纤溶酶原受体介导细胞外基质降解与呼吸道上皮损伤的机制研究

本研究揭示了猪肺炎支原体（M. hyopneumoniae）通过其编码的脂蛋白Mhp390与宿主纤溶酶原（Plg）相互作用，激活纤溶酶（plasmin）降解细胞外基质（ECM）和呼吸道上皮细胞（PTEC），从而破坏呼吸道屏障的分子机制。研究人员通过截断突变技术确定了Mhp390与Plg结合的关键功能域（425-604aa），为开发新型疫苗和防控继发感染提供了理论依据。该成果发表于《Veterinary Research》，对理解猪呼吸道疾病复合体（PRDC）的发病机制具有重要意义。

　　

猪呼吸道疾病是困扰全球养猪业的重大难题，其中猪肺炎支原体（M. hyopneumoniae, Mhp）作为猪地方性肺炎（EP）的主要病原体，常引发继发感染，导致更严重的肺部病变。尽管已知Mhp通过破坏呼吸道纤毛功能促进感染，但其突破呼吸道上皮和细胞外基质（ECM）屏障的具体机制尚不明确。尤其令人困惑的是，Mhp如何利用宿主纤溶酶系统（plasminogen/plasmin system）促进自身侵袭，这一过程的关键分子靶点仍有待揭示。

湖北省农业科学院畜牧兽医研究所的研究团队在《Veterinary Research》发表的研究中，首次证实Mhp表面脂蛋白Mhp390可作为纤溶酶原受体，通过激活纤溶酶降解ECM和呼吸道上皮细胞（PTEC）。研究采用Transwell模型、扫描电镜和生物层干涉术（BLI）等技术，发现抗Mhp390抗体能显著抑制Mhp穿透PTEC层的能力（从10⁶ CCU/mL降至10⁴ CCU/mL）。通过截断突变分析，团队锁定Mhp390的425-604aa区域为与Plg结合的关键功能域，其中赖氨酸残基（Lys486/504/508/552）和天冬氨酸（Asp505）可能介导氢键形成。

关键实验技术

1. 蛋白互作分析：通过BLI测定Mhp390与Plg的结合动力学（K_D值）；
2. 细胞与ECM降解实验：Transwell模型结合扫描电镜观察rMhp390-bound plasmin对PTEC和Matrigel的破坏作用；
3. 功能域定位：表达截断蛋白（rMhp390_27-247、rMhp390_248-424、rMhp390_425-604）并通过ELISA验证Plg结合活性；
4. 单克隆抗体制备：免疫BALB/c小鼠获得抗Mhp390 mAb（IgG2b/κ型），用于穿透抑制实验。

研究结果

1. Mhp390的免疫原性与保守性
   血清学分析显示，自然感染或疫苗免疫猪的血清均能识别rMhp390。系统发育分析表明Mhp390在Mhp中高度保守（相似性>98%），但在非呼吸道致病支原体（如M. hyosynoviae）中缺失。

2. Mhp390介导呼吸道屏障穿透
   Transwell实验表明，抗Mhp390 mAb处理使Mhp穿透PTEC的数量降低100倍（qPCR验证P<0.01）。扫描电镜显示rMhp390-bound plasmin可导致ECM表面穿孔和结构塌陷。

3. Plg结合机制解析
   BLI显示完整rMhp390与Plg结合最快（K_on=1.2×10⁵ M^-1s^-1），截断蛋白rMhp390_425-604活性最强（结合活性2.56倍于阴性对照）。分子对接预测氢键网络集中于425-604aa区域。

4. 补体系统逃逸假说
   讨论部分提出，Mhp390-bound plasmin可能通过降解补体成分C3b/C5抑制膜攻击复合物（MAC）形成，从而促进Mhp持续感染（最长214天）。

结论与意义
该研究揭示了Mhp390作为多功能毒力因子的新机制：既通过结合纤毛黏附宿主，又通过招募Plg破坏屏障结构。针对425-604aa区域设计的亚单位疫苗（如已测试的P97R1-Mhp390-P46嵌合体）或可同时阻断黏附和侵袭。此外，Mhp390介导的补体抑制途径为解释Mhp持久感染提供了新视角，为PRDC的综合防控提供了双靶点策略。

（注：文中所有数据与结论均源自原文，未添加非文献依据的推测）