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阴道厌氧菌Mobiluncus mulieris通过TLR2/5信号通路调控细胞外基质重塑促进不良生殖结局的分子机制研究
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年08月09日 来源:npj Biofilms and Microbiomes 9.2
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本研究针对阴道微生物群中Mobiluncus mulieris(MM)与不良生殖结局的关联机制展开深入探索。研究人员通过RNA测序和功能实验发现,MM及其分泌的胞外囊泡(bEVs)能显著激活TLR2/TLR5信号通路,上调MMP9等基质金属蛋白酶表达,破坏细胞外基质(ECM)稳态。该研究首次揭示MM通过多重途径诱导宫颈阴道上皮炎症反应和ECM重塑,为理解早产(PTB)等疾病的微生物驱动机制提供了新靶点。
在女性生殖健康领域,阴道微生物群的平衡对维持妊娠至关重要。然而,当以乳酸杆菌(Lactobacillus spp.)为主导的健康微生物群被厌氧菌如Mobiluncus mulieris(MM)取代时(即社区状态类型IV,CST IV),往往伴随细菌性阴道病(BV)、性传播感染乃至早产(PTB)等不良结局。尽管Gardnerella spp.的作用已被广泛研究,但MM这一临床关联性强却丰度较低的厌氧菌,其致病机制始终笼罩在迷雾中。更引人深思的是,这种能表达鞭毛蛋白(flagellin)的革兰氏阳性菌,如何通过不同组分(活菌、无细胞上清BFS、胞外囊泡bEVs)与宫颈阴道上皮的复杂互作,最终推动病理进程?
为破解这一谜题,美国宾夕法尼亚大学(University of Pennsylvania)的研究团队在《npj Biofilms and Microbiomes》发表了一项突破性研究。他们采用RNA测序(RNA-seq)技术,系统分析了MM三种组分对三种宫颈阴道上皮细胞(阴道VK2、外宫颈Ect、内宫颈End)的转录调控网络,结合TLR通路阻断实验和临床样本验证,首次绘制出MM破坏生殖道稳态的分子图谱。关键技术包括:1)体外培养MM并分离其bEVs;2)多组上皮细胞的转录组测序与生物信息学分析;3)TLR2/TLR5特异性抑制剂功能验证;4)孕妇阴道拭子中MMP9水平的临床相关性分析。
M.mulieris不同组分诱导独特的转录应答
研究发现活菌、BFS和bEVs分别触发差异基因表达模式,其中bEVs作用最显著——在VK2细胞中诱导313个差异表达基因(DEGs),远超活菌(13个)和BFS(69个)。共同上调基因包括SAA1(血清淀粉样蛋白A1)、基质金属蛋白酶MMP9等,提示炎症和ECM重塑的共性通路。值得注意的是,bEVs特异性激活细胞间通讯(如紧密连接蛋白CLDN1)、ECM降解(MMP家族)和先天免疫(TLR/NLR通路)相关基因,这种"三重打击"效应在阴道上皮尤为突出。
阴道上皮对MM的敏感性高于宫颈上皮
基因集富集分析(GSEA)显示,VK2细胞中ECM组织通路(FC=1.13)和免疫系统通路(FC=1.12)的激活程度显著高于宫颈细胞。MMP家族基因(MMP9/FC=2.9、MMP10/FC=2.0)在阴道上皮的剧烈上调尤为关键,因其直接参与宫颈成熟和胎膜破裂。同时,TLR2(FC=1.5)、炎性小体(NLRP3/FC=1.3)和细胞因子(IL-8/FC=2.2)的协同激活,构建了促炎微环境。
TLR2/TLR5的差异化调控机制
通过阻断实验发现:活菌主要依赖TLR2诱导IL-6/IL-8分泌(End细胞中降低50-70%),而BFS需要同时阻断TLR2/TLR5才能完全抑制炎症;bEVs则通过TLR2主导的机制上调MMP9——这一现象在TLR2基因敲除的THP1细胞中得到验证。特别值得注意的是,MM的鞭毛蛋白可能通过bEVs递送,解释了TLR5在BFS响应中的次要作用。
临床样本验证MMP9的病理关联
对30名孕妇(20名乳酸杆菌优势/10名MM优势)的阴道拭子分析显示,MM组MMP9蛋白水平显著升高(p<0.001),尤其在CST IV-A和V亚型中更明显。尽管MM丰度与MMP9未呈现线性相关,但这一发现为微生物-宿主互作提供了临床证据链。
这项研究开创性地揭示了MM通过"活菌接触-BFS扩散-bEVs远程调控"的多层次机制破坏生殖道稳态。其核心在于:1)bEVs作为"分子特洛伊木马",通过TLR2/5双重激活诱导MMP9等ECM降解酶;2)阴道上皮对MM的敏感性提示其可能是PTB的初始靶点;3)鞭毛蛋白的递送途径为干预策略提供了新思路。这些发现不仅解释了临床观察到的MM与PTB关联,更为开发针对特定阴道病原体的精准疗法(如TLR靶向抑制剂)奠定了理论基础。未来研究需进一步探索:1)MM不同毒力株的异质性;2)微生物群落中种间互作对MM致病性的影响;3)MMP9抑制剂在动物模型中的保护效果。该成果为理解阴道微生态失衡导致不良妊娠的分子桥梁提供了关键拼图。
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