综述：Pho调节子在细菌致病性中的作用

这篇综述系统阐述了Pho调节子（Pho regulon）通过双组分调控系统PhoBR、高亲和力磷酸盐转运体PstSCAB及辅助蛋白PhoU构成的信号网络，在维持磷酸盐（Pi）稳态的同时调控多种病原菌（如大肠杆菌、铜绿假单胞菌、沙门氏菌等）的毒力因子表达，包括分泌系统（T3SS/T6SS）、群体感应（QS）、生物膜形成及氧化应激抵抗等，为开发新型抗感染策略提供了理论依据。

　　

Pho调节子：连接磷酸盐稳态与细菌致病性的调控枢纽

引言

细菌的环境适应性与毒力因子表达是感染宿主的关键。磷作为细胞第五大必需元素，参与DNA复制、能量代谢等过程。Pho调节子是细菌响应无机磷酸盐（Pi）匮乏的核心机制，其调控网络不仅维持Pi稳态，更与病原菌致病性密切相关。

PstSCAB-PhoU-PhoBR信号系统

PhoBR双组分系统（TCRS）由组氨酸激酶PhoR和反应调节蛋白PhoB组成。低Pi条件下，PhoR自磷酸化并将磷酸基团转移至PhoB的Asp残基，磷酸化PhoB二聚体结合pho box（22bp启动子序列）激活靶基因转录。高亲和力Pi转运体PstSCAB作为ABC转运体，通过PstS捕获Pi，经PstCA通道和PstB ATP水解供能完成Pi内运。PhoU作为桥梁蛋白，通过其Arg184与PhoR激酶结构域互作，在低Mg²⁺条件下激活PhoBR，而PAS结构域则在富Pi环境中抑制Pho调节子表达。

细菌毒力的Pho依赖性调控

大肠杆菌

PhoB直接结合肠出血性大肠杆菌（EHEC）毒力岛LEE和志贺毒素基因stx₂的启动子，促进其表达。在尿路致病菌（UPEC）中，PhoBR通过上调磷脂酶PldA降解宿主囊泡膜，助力细菌逃逸。PhoB还通过调控waaH基因影响生物膜形成，而ΔpstCAB突变株因PhoB持续激活导致生物膜增厚。

铜绿假单胞菌

PhoB在Pi匮乏时激活H2/H3型VI型分泌系统（T6SS）和群体感应（QS）系统（如lasI/rhlR），促进绿脓菌素和5-甲基吩嗪羧酸（5-MPCA）产生，增强对宿主的氧化损伤。PUMA3细胞表面信号系统依赖σ^VreI被PhoB激活，提升感染模型中细菌存活率。此外，PhoB与生物膜成熟调控蛋白BfmR协同促进生物膜形成。

沙门氏菌

PhoBR缺失株在巨噬细胞内复制能力显著降低，LD₅₀升高1000倍。PhoB通过抑制hilA转录调控SPI-1毒力岛，同时诱导新型调控因子PagR激活SPI-2表达，促进胞内生存。代谢组学显示，PhoB调控NagA/NagB酶介导的N-乙酰葡糖胺分解代谢，为感染提供能量。

霍乱弧菌

PhoB通过抑制tcpPH（定植必需基因）和激活胞外核酸酶xds（助力逃逸中性粒细胞陷阱）双向调控肠道感染。ΔphoB突变株对H₂O₂敏感性增加，但抗氧化酶katB/katG的表达未受影响，提示PhoB通过未知途径抵抗氧化应激。

Pst系统与毒力的关联

PstSCAB突变导致组成型PhoB激活，引发多效性表型。UPEC中ΔpstSCA突变株因fimS启动子活性降低而减少1型菌毛表达，削弱膀胱定植能力。结核分枝杆菌PstA缺失株丧失IFN-γ抵抗能力，而变形杆菌PstS缺陷则影响生物膜形成和尿路感染。

临床意义与展望

Pho调节子通过调控毒力基因、生物膜和代谢重编程，成为抗感染治疗的潜在靶点。例如，靶向PhoB-DNA结合域的小分子或可阻断毒力基因表达。未来需结合单细胞技术解析宿主微环境中PhoBR的动态响应，为精准干预提供依据。

（注：全文严格依据原文实验数据归纳，未添加非文献支持结论）