Toll样受体2介导Bilophila wadsworthia脂蛋白诱导先天免疫反应的机制研究

本研究首次揭示Bilophila wadsworthia细胞壁脂蛋白通过激活Toll样受体2（TLR2）通路诱发先天免疫反应。通过全基因组测序（WGS）和体内外实验证实，该菌株携带30个保守毒力基因，其脂蛋白可显著上调肿瘤坏死因子（TNF）表达并加剧结肠炎，为炎症性肠病（IBD）的发病机制提供了新视角。

　　

Highlight

Bilophila wadsworthia基因组携带推定毒力基因

对25株B.wadsworthia菌株的全基因组测序（WGS）数据分析显示，共同的推定毒力基因簇包含30个基因（图1，簇I）。这些预测的毒力因子基因涉及细菌粘附（htpB、tufA和pilT）、效应物递送系统（bscN、bcrD、xcpT、tagT、vscR和tssC）、运动性（flmH）、营养/代谢因子（mgtB、narG、narH和carB）、应激生存（clpP、ureB、ureG和katA）、抗菌剂耐药性（adeA、adeK、mexB和mexD）以及免疫调节（lpxA、lpxC、lpxD、lolA、lolB、lptA和lptD）。这些基因与脂多糖（LPS）、荚膜和膜相关蛋白有关。

讨论

我们旨在鉴定B.wadsworthia的炎症诱导毒力因子。WGS分析显示25株B.wadsworthia分离株拥有共同的毒力因子基因（图1）。分析中检测到了与B.wadsworthia已知生理功能相关的脲酶、过氧化氢酶和硝酸盐还原酶基因[20]。此外，还检测到与粘附相关的基因。外排系统蛋白可能与B.wadsworthia的胆汁酸耐药性有关，因为该菌株在含有胆汁的培养基中生长良好。我们还检测到了与免疫调节相关的基因，特别是那些涉及LPS和脂蛋白生物合成的基因。LPS是革兰氏阴性菌外膜的主要成分，通过Toll样受体4（TLR4）激活先天免疫[21]。脂蛋白是细菌细胞壁的组成部分，通过TLR2激活先天免疫[22]。虽然之前的研究表明B.wadsworthia的LPS具有促炎作用[9]，但我们的研究首次证明B.wadsworthia产生的脂蛋白通过TLR2激活先天免疫。脂蛋白是TLR2的配体，TLR2识别各种病原体来源的脂蛋白，并诱导促炎细胞因子的产生[23]。我们的体外实验表明，B.wadsworthia产生的脂蛋白显著上调了小鼠脾细胞中TNF的表达，并且这种效应被TLR2拮抗剂减弱（图2A和B）。此外，口服B.wadsworthia及其产生的脂蛋白在体内加剧了结肠炎（图3A-C）。这些发现表明，B.wadsworthia产生的脂蛋白通过TLR2激活先天免疫，可能导致或加剧炎症性肠病。

结论

在B.wadsworthia基因组中检测到多种推定毒力因子。其中，B.wadsworthia产生的脂蛋白可通过激活Toll样受体2作为炎症诱导因子。