结核分枝杆菌PPE19蛋白作为新型巨噬细胞互作介导因子的功能表征与机制研究

（编辑推荐）本研究首次揭示结核分枝杆菌(Mtb) PPE19蛋白通过促进细菌粘附与内化增强巨噬细胞吞噬作用，其表达受pH调控并在胞内下调。该蛋白与PE13形成分泌复合物，且与PPE18/PPE60存在功能冗余，为靶向早期感染因子的疫苗设计提供新思路。

　　

【PPE蛋白家族的进化特征】

通过最大似然法构建的结核分枝杆菌H37Rv株69个PPE蛋白系统发育树显示，PPE19与PPE18、PPE60形成独立进化分支，三者氨基酸序列相似度超90%。值得注意的是，PPE19是簇中唯一"孤儿"基因，缺乏基因组相邻的PE伴侣基因，而PPE18（疫苗抗原M72/AS01_E组分）和PPE60（诱导Th1/Th17应答）均具有明确免疫调节功能。

【PPE19促进巨噬细胞摄取】

荧光微球实验显示，PPE19包被微球被RAW264.7巨噬细胞吞噬的数量较BSA对照组增加2倍。过表达ppe19的H37Rv菌株（H37Rv-ppe19）在THP-1细胞中表现出1.5倍增强的内化率和粘附率。有趣的是，虽然过表达菌株初始载量更高，但胞内复制率反而略低于野生型（D5:D0比值3.51 vs 4.22），提示持续高表达可能产生代谢负担。

【动态表达调控机制】

双荧光报告系统pDual-Pppe19揭示，巨噬细胞感染4小时后细菌mCherry信号下降4倍，酸应激（pH5.4）使ppe19表达下调1.8倍。这种"入侵后沉默"的表达模式暗示PPE19是专职介导早期感染的效应蛋白。CRISPRi同时抑制ppe18/ppe19/ppe60可使巨噬细胞摄取率进一步降低，其中ppe18对酸应激最敏感（表达下调18.4倍）。

【体内功能的代偿现象】

小鼠气溶胶感染实验显示，尽管ppe19过表达菌株在感染第1天肺载量显著增加，但7天内未持续差异。敲除株H37RvΔppe19与野生型在28天感染中肺脾载量无显著差异，而用天然启动子回补的菌株（H37RvΔppe19-comp_N）在第28天肺载量出现统计学差异，揭示PPE18/PPE60可能通过功能冗余补偿ppe19缺失。

【PE13-PPE19分泌复合物的发现】

分枝杆菌双杂交实验显示，PE13与PPE19的相互作用强度超过已知的PE25/PPE41复合物。HTRF实验在0.41-1.67 nM PE13浓度区间检测到最强相互作用信号。这种特异性结合为解释孤儿PPE19的分泌机制提供了关键证据，其N端GST标签蛋白在E.coli中表达时需要分子伴侣pG-Tf2辅助才能获得可溶性产物。

【研究启示与展望】

PPE19作为pH响应的"分子钥匙"，其与TLR2的潜在互作（类比PPE18/PPE60）值得深入探索。该研究为理解PE/PPE蛋白家族的功能分工提供了范例——尽管共享90%序列相似性，PPE19在巨噬细胞摄取中的主导作用与PPE18的免疫抑制、PPE60的Th细胞激活功能形成互补。这种"分工协作"的进化策略，为开发靶向多PPE蛋白的联合干预策略奠定了理论基础。