产肠毒素大肠杆菌热不稳定肠毒素通过诱导细胞死亡和破坏效应功能调控猪单核细胞免疫应答的机制研究

本研究针对产肠毒素大肠杆菌(ETEC)感染中肠毒素对先天免疫细胞的调控机制这一科学问题，通过分析热不稳定肠毒素(LT)和热稳定肠毒素(STa)对猪单核细胞的影响，揭示了LT通过cAMP/PKA信号通路诱导细胞死亡、抑制吞噬功能和活性氧(ROS)产生的免疫逃逸策略，同时促进促炎因子释放的双重作用，为开发ETEC新型防控策略提供了理论依据。论文发表于《Veterinary Research》。

　　

产肠毒素大肠杆菌(ETEC)是导致人类和动物腹泻的重要病原体，其分泌的热不稳定肠毒素(LT)和热稳定肠毒素(STa)是引发疾病的关键毒力因子。虽然这些肠毒素引起腹泻的机制已被广泛研究，但它们对先天免疫细胞特别是单核细胞的调控作用仍不清楚。单核细胞作为连接先天和适应性免疫的桥梁，在抵抗ETEC感染中发挥核心作用。比利时根特大学的研究团队通过系统研究LT和STa对猪单核细胞功能的影响，揭示了ETEC通过肠毒素调控宿主免疫的新机制。

研究采用流式细胞术检测LT与单核细胞表面GM1受体的结合能力，通过ELISA分析cAMP水平变化，利用化学发光法评估活性氧(ROS)产生，结合pHrodo标记的大肠杆菌颗粒进行吞噬功能分析，并采用qPCR和ELISA检测细胞因子表达谱。实验所用单核细胞来源于10-24周龄猪的外周血。

LT结合单核细胞并诱导cAMP产生
研究发现LT通过GM1受体结合猪单核细胞，显著提高细胞内cAMP水平，但不影响细胞外cAMP浓度。这一结果为后续功能研究提供了分子基础。

LT诱导单核细胞死亡
通过碘化丙啶(PI)染色证实，LT在4小时内即可剂量依赖性诱导单核细胞死亡，而STa处理对细胞活力无影响。这一发现揭示了ETEC可能通过LT直接清除免疫防御细胞。

LT抑制单核细胞吞噬功能
使用pHrodo标记的E. coli颗粒进行吞噬实验显示，100-500 ng/mL LT处理24小时显著降低单核细胞的吞噬能力。更关键的是，LT预处理会增强被吞噬ETEC的存活率，表明LT可能帮助病原体逃避免疫清除。

LT调控ROS产生
虽然LT本身不直接诱导ROS产生，但它能显著抑制PMA、β-葡聚糖和ETEC诱导的ROS爆发。这种对关键抗菌机制的抑制可能是ETEC的重要免疫逃逸策略。

LT促进炎症因子释放
qPCR和ELISA分析显示，LT处理上调IL-1β、TNF-α、CCL-3和CXCL-8的表达和分泌，但下调CCL-2转录水平。这种促炎反应与免疫抑制效应的并存，反映了ETEC与宿主免疫系统的复杂互作。

该研究首次系统阐明了ETEC肠毒素对猪单核细胞功能的差异化调控：STa不表现显著影响，而LT通过GM1-cAMP通路发挥双重作用——既激活促炎反应又抑制关键抗菌功能。这些发现不仅揭示了ETEC免疫逃逸的新机制，也为开发靶向肠毒素-免疫细胞互作的干预策略提供了理论依据。特别值得注意的是，LT对单核细胞吞噬功能和ROS产生的抑制作用可能直接促进ETEC的肠道定植，这一发现对理解ETEC致病机制具有重要启示。研究采用的猪模型高度相关于人类ETEC感染，增强了结果的转化医学价值。未来研究可进一步探索LT调控单核-巨噬细胞分化的机制，以及这些发现对ETEC疫苗设计的指导意义。