T-2毒素通过肠道来源的腐生葡萄球菌破坏肝脏巨噬细胞稳态的机制研究

这篇研究揭示了T-2毒素通过促进肠道机会性病原体腐生葡萄球菌(S. saprophyticus)增殖并易位至肝脏，激活肝脏Kupffer细胞(KCs)中的NOD2信号通路，进而诱发细胞自噬和单核细胞募集，最终导致肝脏巨噬细胞稳态失衡的分子机制。研究创新性地阐明了环境毒素、机会性病原体与免疫稳态间的相互作用，为霉菌毒素引起的肝脏免疫功能障碍提供了新的干预策略。

　　

T-2毒素利用肠道来源的腐生葡萄球菌破坏肝脏巨噬细胞稳态

1 引言

动物通过饮食接触的病原微生物浓度显著高于人类。当病原体突破肠道屏障后，首先迁移至肝脏。作为重要的免疫器官，肝脏中的Kupffer细胞(KCs)可清除80%以上的入侵病原体。肝脏独特的免疫微环境(IME)通过免疫细胞网络维持免疫防御与代谢平衡的稳态。腐生葡萄球菌(S. saprophyticus)是人畜共患的革兰阳性球菌，其全球传播与耐药基因、噬菌体血小板结合蛋白和生物膜形成能力密切相关。T-2毒素是由镰刀菌产生的单端孢霉烯族霉菌毒素，在全球变暖背景下对粮食作物的污染日益严重。前期研究发现亚细胞毒性剂量的T-2毒素可促进肠道和肝脏中S. saprophyticus的增殖，并伴随肝脏免疫稳态改变。

2 结果

2.1 T-2毒素诱导仔猪肝脏免疫微环境失衡并与葡萄球菌感染相关

研究发现1 mg kg^-1 T-2毒素暴露导致仔猪肝脏门管区显著炎性细胞浸润，促炎因子IL-6、IL-1β和TNF-α表达显著升高。单细胞RNA测序显示T-2毒素改变了肝脏免疫细胞组成：驻留KCs显著减少而单核细胞显著增加。KEGG富集分析显示上调基因与金黄色葡萄球菌感染和NOD样受体信号通路显著相关。CellChat分析发现KCs与单核细胞通过CCL趋化因子途径和Galectin-9-CD45配体-受体对进行密切互作。

2.2 T-2毒素诱导肠道屏障破坏导致活菌在肝脏定植

16S荧光原位杂交和透射电镜观察到T-2组肝脏存在大量活菌定植。16S rRNA测序发现在属水平上T-2组葡萄球菌相对丰度显著高于对照组。同时，T-2毒素导致仔猪空肠绒毛断裂、绒毛高度/隐窝深度(VH/CD)比值降低，肠屏障蛋白ZO-1和MUC2表达显著下降。肠道菌群分析显示T-2组葡萄球菌相对丰度显著增加。

2.3 T-2毒素促进S. saprophyticus增殖和肝脏易位

从仔猪空肠内容物中分离鉴定出一株S. saprophyticus。体外共培养实验发现0.025-5 mg L^-1 T-2毒素可显著促进S. saprophyticus增殖并降低培养上清中T-2毒素浓度。构建稳定表达绿色荧光蛋白的S. saprophyticus菌株进行小鼠攻击实验，证实T-2毒素可促进该菌突破肠道屏障向肝脏易位。

2.4 粪菌移植验证T-2毒素来源肠道菌群诱导仔猪肝损伤

粪菌移植实验重现了供体仔猪的T-2毒素表型：受体仔猪空肠VH/CD比值降低，ZO-1和MUC-2表达下降，炎症因子水平升高。16S rRNA测序显示受体仔猪肝脏和肠道中葡萄球菌相对丰度显著增加，同时NOD2通路被显著激活。

2.5 S. saprophyticus与T-2毒素协同加剧肝脏免疫损伤

小鼠攻击实验显示T-2+Spp组肝脏KC数量显著减少，单核细胞和MoMFs增加。免疫荧光观察到F4/80和CD206表达下降。流式细胞术分析显示KC中促炎因子、NOD2通路相关基因和自噬相关基因表达显著上调。透射电镜清晰观察到自噬小体存在。

2.6 S. saprophyticus易位至肝脏被NOD2识别

从S. saprophyticus细胞壁肽聚糖中酶解释放的胞壁酰二肽(MDP)能与肝脏NOD2特异性结合。NOD2基因敲除小鼠实验显示，T-2+Spp组诱导的肝脏炎症损伤、KC减少和MoMFs增加等表型在NOD2^-/-小鼠中被逆转。

2.7 木寡糖(XOS)缓解S. saprophyticus和T-2毒素协同诱导的肝损伤

XOS干预显著减轻了T-2毒素引起的肠道和肝脏损伤，降低了葡萄球菌相对丰度，同时乳酸杆菌丰度增加近10倍。XOS显著抑制了NOD2通路和自噬相关基因的激活。

3 讨论

本研究首次阐明T-2毒素通过促进肠道机会性病原体S. saprophyticus异常增殖并突破肠道防火墙向肝脏易位，进而破坏肝脏巨噬细胞稳态的分子机制。研究发现易位的S. saprophicus激活KC中NOD2信号通路，增强细胞自噬并促进趋化因子CCL2分泌，进而招募单核细胞并分化为MoMFs，同时驱动巨噬细胞向促炎M1表型极化。研究创新性地揭示了环境毒素、机会性病原体与免疫稳态间的相互作用，并提出通过木寡糖调节肠道菌群来缓解霉菌毒素引起的肝脏免疫功能障碍的新策略。