酸/盐适应通过SigB调控增强单增李斯特菌对氧化应激的敏感性及其在栅栏技术中的应用

本研究针对单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)在食品加工环境中的应激适应机制，揭示了酸(pH 4.5)和盐(0.5 mol L-1 NaCl)适应通过SigB信号通路下调过氧化氢酶活性，导致氧化应激敏感性增强的分子机制。研究人员采用实时定量PCR、过氧化氢酶活性测定及超声处理等技术，发现酸/盐适应与氧化应激的协同效应可提升食品消毒效率。该成果为优化基于氧化应激的食品消毒技术（如等离子体、超声波处理）提供了理论依据，同时深化了对李斯特菌毒力调控的认识。

　　

在食品工业和医疗领域，单增李斯特菌(Listeria monocytogenes)始终是令人头疼的"顽固分子"。这种革兰氏阳性菌不仅能耐受极端环境，更能在食品加工环节的酸洗、盐渍等处理中存活下来，引发致命性的李斯特菌病。传统认知认为，细菌遭遇亚致死压力时会激活Sigma B(SigB)应激调控系统，产生交叉保护效应——就像获得"压力疫苗"般增强对其他胁迫的抵抗力。但英国雷丁大学(University of Reading)食品与营养科学系的研究团队却发现了一个颠覆性现象：在需氧条件下，酸或盐适应反而会通过SigB通路使李斯特菌对氧化应激"过敏"。这项发表在《Journal of Applied Microbiology》的研究，为优化食品消毒工艺和理解细菌致病机制打开了新视角。

研究团队采用三种关键技术：1) 实时荧光定量PCR分析kat基因转录动态；2) 改良泡沫高度法测定过氧化氢酶活性；3) 超声处理(26 kHz, 31.89 W/cm²)与过氧化氢协同杀菌实验。所有实验均使用标准菌株10403S及其isogenic SigB缺失突变体(△sigB)，在需氧条件下进行生物学三重重复。

【Catalase activity during growth】揭示过氧化氢酶活性呈现生长阶段依赖性：指数后期(6h)WT活性略高，但进入稳定期(8-18h)后△sigB反而保持更高活性（

）。这种"时间差"调控暗示SigB可能通过间接途径抑制过氧化氢酶功能。

【Catalase gene expression】发现kat转录峰值在6h出现，且△sigB显著高于WT（

），但蛋白活性滞后2小时显现，提示可能存在转录后调控机制。这种时空差异为解释SigB的"双刃剑"效应提供了线索。

【Survival following adaptation】系列实验构建了完整的证据链：酸适应(pH 4.5)使WT对1.5% H₂O₂的抵抗力下降5.6 log（

），盐适应(0.5 mol L^-1 NaCl)导致2.2% H₂O₂处理下存活率降低5.73 log（

）。而△sigB突变体未表现这种"压力致敏"现象，确证SigB的核心作用。

【Catalase activity assays】平行检测揭示关键机制：酸适应使WT过氧化氢酶活性降低至△sigB水平（

），而盐适应虽不改变酶活但仍通过其他氧化应激途径增强敏感性。这种差异调控暗示存在多重SigB依赖的应激响应网络。

该研究突破了"交叉保护"的传统认知，提出"应激致敏"新概念：当李斯特菌遭遇酸/盐胁迫时，SigB的激活像"特洛伊木马"般削弱了氧化防御系统。这一发现具有双重意义：在应用层面，指导开发"酸预处理-氧化消毒"协同杀菌新策略，可将食品工业中H₂O₂使用浓度降低3倍；在理论层面，为解释李斯特菌在吞噬溶酶体中的生存策略提供新视角——适度的SigB激活可能帮助细菌逃逸，但过度激活反而会导致氧化应激"自杀"。研究同时指出，这种效应具有氧依赖性，这解释了先前不同实验室的矛盾结果。

值得注意的是，超声协同实验（

）将发现延伸至物理消毒领域，而维持适应压力不去除的"第二方案"显示更强协同效应，这些都为栅栏技术(Hurdle Technology)的优化提供了精确调控参数。未来研究可进一步探索SigB调控过氧化氢酶的具体分子途径，以及这种机制在不同血清型菌株中的保守性。