猪副嗜血杆菌自转运蛋白Apd与宿主波形蛋白互作促进细菌黏附及系统性感染的分子机制

本研究针对猪副嗜血杆菌（Glaesserella parasuis）感染机制不明的问题，通过免疫共沉淀与质谱技术首次揭示其自转运蛋白Apd与宿主波形蛋白（vimentin）的互作关系。实验证实该互作增强细菌对猪肺泡巨噬细胞的黏附与侵袭能力，并通过猪体攻毒实验证明Δapd菌株毒力显著降低。该发现为阐明G. parasuis突破黏膜屏障的分子机制提供新靶点，对防控猪格拉瑟病（Gl?sser’s disease）具有重要意义。

　　

猪副嗜血杆菌（Glaesserella parasuis）是猪上呼吸道的常见定植菌，在母源抗体水平下降后可突破黏膜屏障引发格拉瑟病（Gl?sser’s disease），导致纤维素性多浆膜炎、关节炎甚至败血症。尽管该菌的流行病学特征已被广泛研究，但其突破宿主防御的关键分子机制仍是未解之谜。尤其令人困惑的是，该菌如何通过表面蛋白与宿主互作完成定植、侵袭等关键步骤。这一科学问题的破解，对开发新型疫苗和防控策略具有重要价值。

中国农业科学院的研究团队在《Veterinary Microbiology》发表的研究中，聚焦于该菌独特的自转运蛋白Apd（autotransporter Adhesion and penetration determinant）。这种蛋白在既往研究中显示出强免疫原性，但其生物学功能始终成谜。研究人员通过免疫共沉淀（Co-IP）结合质谱技术，首次发现Apd能与猪肺泡巨噬细胞系3D4/21的膜蛋白组分中约60 kDa的波形蛋白（vimentin）特异性结合。这一发现令人振奋，因为波形蛋白作为III型中间纤维蛋白，不仅存在于胞内，还可分泌至胞外参与病原体识别过程。

研究采用的关键技术包括：1）利用重组Apd（rApd）与猪巨噬细胞蛋白进行免疫共沉淀；2）通过体外黏附/侵袭实验比较野生型、Δapd缺失株及回补株的感染差异；3）采用猪体攻毒实验评估菌株毒力变化。样本来源于临床分离的G. parasuis强毒株CF7066。

Apd interacts with vimentin from membrane proteins of 3D4/21 cells
研究发现rApd能特异性结合巨噬细胞膜蛋白提取物中的波形蛋白，该互作在猪血清中同样存在。通过表面等离子共振（SPR）测定，两者结合亲和力KD值达4.8×10^-8 M，提示强相互作用。免疫荧光显示Apd主要定位于细菌表面，与巨噬细胞表面的波形蛋白共定位。

Discussion
深入机制研究表明，Apd-波形蛋白互作可显著增强细菌对巨噬细胞的黏附（提高2.3倍）和侵袭（提高1.8倍）。在猪体实验中，Δapd缺失株引起的临床症状显著减轻，脏器载菌量较野生型降低10倍以上。值得注意的是，波形蛋白在炎症状态下会大量释放至胞外，这可能是G. parasuis利用宿主应激反应建立感染的"分子陷阱"。

该研究首次揭示Apd作为"分子桥梁"连接病原体与宿主 cytoskeleton（细胞骨架）的关键作用，为理解G. parasuis的致病机制提供了全新视角。更深远的意义在于，Apd-波形蛋白互作可能成为阻断细菌传播的新靶点，为开发靶向抗黏附疗法奠定基础。作者团队Xu Xiaojuan和Xiao Kunxue等指出，这一发现不仅解释了该菌突破黏膜屏障的分子基础，其揭示的"病原体劫持宿主应激蛋白"机制可能普遍存在于其他细菌感染过程中。