Trueperella pyogenes膜囊泡通过NLRP3和MyD88/NF-κB通路时间剂量依赖性激活牛子宫内膜上皮细胞炎症反应

本研究针对奶牛子宫内膜炎主要病原体Trueperella pyogenes（T. pyogenes）的致病机制展开，通过分离其膜囊泡（MVs）并分析其对牛子宫内膜上皮细胞（BEECs）的炎症激活作用。研究发现T. pyogenes及其MVs通过MyD88/NF-κB和NLRP3炎症小体通路诱导时间-剂量依赖性炎症反应，高浓度MVs引发坏死样细胞死亡，而中等浓度促进细胞焦亡（pyroptosis）和凋亡。该研究首次揭示细菌MVs在子宫内膜炎症中的关键作用，为开发靶向治疗策略提供新思路。

　　

在奶牛养殖业中，产后子宫内膜炎是导致繁殖障碍和经济损失的首要疾病。这种炎症不仅延长了空怀期，还可能引发继发感染，最终迫使牧场提前淘汰高产奶牛。在众多病原体中，Trueperella pyogenes（T. pyogenes）因其产生溶血素（PLO）等强效毒力因子，成为子宫化脓性感染的主要元凶。然而，传统研究多聚焦于细菌本身的致病机制，却忽视了其分泌的纳米级"生物导弹"——膜囊泡（Membrane Vesicles, MVs）的潜在作用。这些直径仅20-280纳米的球形结构，能够携带毒素和核酸穿越生物屏障，在其它病原体中已被证明可引发强烈炎症反应。

西北农林科技大学动物医学院的研究团队在《Veterinary Research》发表的研究，首次系统揭示了T. pyogenes MVs通过双重信号通路诱发子宫内膜炎症的分子机制。研究人员采用动态光散射（DLS）和扫描电镜（SEM）表征MVs的物理特性，通过ELISA、qRT-PCR和Western blot分析炎症因子表达，结合流式细胞术和电镜观察系统评估了细胞死亡模式。

研究结果部分显示：
T. pyogenes诱导BEECs炎症反应
细菌感染6-12小时内即显著上调IL-1β、IL-6等促炎因子mRNA表达，12-24小时出现蛋白分泌高峰。这种反应与TLR4/MyD88/NF-κB通路激活密切相关，表现为p65亚基磷酸化水平持续升高。

MVs的物理特性表征

SEM显示MVs呈典型球形结构，DLS检测证实其粒径分布均匀（185±21 nm），多分散指数仅为0.19，符合高纯度囊泡特征。

MVs的炎症激活作用

1×10⁸ particles/mL高浓度MVs处理6小时即可显著激活NLRP3炎症小体，早于细菌本身的作用时相。这种激活伴随caspase-1切割和GSDMD-N形成，表明焦亡通路被启动。

细胞死亡模式差异

高浓度MVs导致细胞膜破裂性坏死，而1×10⁷ particles/mL中等浓度主要诱导凋亡和焦亡。这种剂量依赖性效应通过流式细胞术Annexin V/PI双染得到验证。

该研究创新性地阐明细菌MVs作为独立致病因子在子宫内膜炎发生中的作用，揭示NLRP3和MyD88/NF-κB通路的时间-剂量依赖性激活规律。特别值得注意的是，MVs较完整细菌能更早（6小时vs 12小时）触发炎症小体组装，这种"先发制人"的致病特点可能解释临床中快速进展的严重子宫感染。研究同时提出MVs浓度梯度决定细胞死亡模式的新观点，为开发针对不同病理阶段的精准干预策略提供理论依据。这些发现不仅拓展了对细菌囊泡生物学功能的认识，更为子宫内膜炎的早期诊断标志物筛选和靶向治疗开辟了新途径。