阴道微生物群对阴道毛滴虫细胞毒性的调控及寄生虫分泌蛋白质组的重塑

《Molecular Microbiology》:Microbiome-Dependent Modulation of Trichomonas vaginalis Cytotoxicity and Remodeling of the Parasite Secretome

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年11月06日 来源:Molecular Microbiology 3.1

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  阴道毛滴虫(Trichomonas vaginalis)是一种高发的性传播寄生虫,其致病性受与阴道微生物群相互作用的塑造。既往研究已表明,宿主保护性乳酸杆菌可抑制寄生虫黏附,而菌群失调相关细菌则增强致病性状,但这些阴道细菌对寄生虫诱导的细胞毒性(cytotox

阴道毛滴虫(Trichomonas vaginalis)是一种高发的性传播寄生虫,其致病性受与阴道微生物群相互作用的塑造。既往研究已表明,宿主保护性乳酸杆菌可抑制寄生虫黏附,而菌群失调相关细菌则增强致病性状,但这些阴道细菌对寄生虫诱导的细胞毒性(cytotoxicity)的调控程度及其潜在分子机制仍不清楚。本研究以Lactobacillus gasseri与Gardnerella vaginalis分别作为阴道微生物群中真生态(eubiosis)与菌群失调(dysbiosis)的代表性细菌,考察其对寄生虫诱导的细胞毒性以及寄生虫分泌蛋白质组(secretome)相关变化的影响。研究人员采用生理相关的上皮细胞模型,结果显示阴道来源的L. gasseri以菌株特异且高度浓度依赖的方式强烈抑制寄生虫诱导的细胞毒性,而G. vaginalis则与寄生虫协同增强细胞毒性。对T. vaginalis G3分泌蛋白质组的蛋白质组学分析揭示了一套保守的核心分泌蛋白,包括水解酶(hydrolases)和候选毒力因子(virulence factors),并存在菌株特异性变异。重要的是,与阴道细菌共孵育改变了少数分泌蛋白的组成与丰度,包括蛋白酶(proteases)及其他参与宿主与细菌相互作用及营养获取的酶类。综上,研究结果表明T. vaginalis的细胞毒性是一种由微生物相互作用塑造的情境依赖性表型,并与寄生虫分泌蛋白质组的动态重塑相关联。本研究强调了细菌相互作用在调控寄生虫致病性中的重要性,并鉴定出寄生虫分泌因子作为介导微生物群依赖性致病性的潜在候选因子。
研究背景与问题
阴道毛滴虫(Trichomonas vaginalis)是全球范围内每年影响数百万人的高发性传播感染滴虫病的病原体。有症状病例常表现为阴道炎,包括分泌物增多、瘙痒和不适,但无症状感染亦十分常见。更值得关注的是,滴虫病还与严重生殖健康风险相关,包括增加HIV易感性、盆腔炎性疾病及妊娠并发症。T. vaginalis在推动阴道微生物群向细菌性阴道病(BV)方向转变中的作用日益受到认识。
阴道微生物群按群落状态类型(CSTs)划分,以Lactobacillus为主的CST(尤其CST-I、-II、-V)通常提供保护作用,有助于维持低pH并抑制病原体。相较之下,CST-IV类似BV样微生物群,以高丰度细菌厌氧菌和缺乏Lactobacillus优势为特征,该失调状态与更高的生殖健康风险及包括滴虫病在内的疾病易感性增加相关。T. vaginalis与该失调状态的关系错综复杂:宿主保护性乳酸杆菌抑制寄生虫致病性,而BV相关细菌如Gardnerella vaginalis则增强炎症和T. vaginalis致病性。T. vaginalis似乎与阴道微生物群动态互作,与BV相关细菌建立协同作用、与宿主保护性乳酸杆菌建立拮抗作用。此外,有证据提示T. vaginalis可能通过NlpC/P60半胱氨酸肽酶(cysteine peptidases)选择性控制宿主保护性乳酸杆菌种群,从而主动减少Lactobacillus数量、将阴道微生物群改造为失调状态。另一方面,T. vaginalis与G. vaginalis等阴道失调细菌可相互促进生长与致病性,导致持续性失调和炎症加剧。T. vaginalis还可携带胞内共生体Mycoplasma hominis与"Candidatus Mycoplasma girerdii",它们可调控寄生虫的细胞黏附与对宿主细胞的溶细胞活性。细胞黏附与上皮细胞裂解是T. vaginalis致病性的关键方面,可触发组织损伤与炎症。
T. vaginalis致病性长期以来被认为与其分泌的可溶性因子有关,近年来又发现其分泌携带多种生物活性分子的细胞外囊泡。可溶性因子中以作用多样的蛋白酶最为突出,其中半胱氨酸蛋白酶(cysteine proteases)参与上皮细胞黏附与细胞毒性、黏膜侵袭、溶血及宿主免疫应答逃逸,NlpC/P60半胱氨酸肽酶则被证明由T. vaginalis分泌以控制细菌种群。此外,研究提示T. vaginalis分泌可溶性淀粉酶(amylases)和葡萄糖苷酶用于营养获取,可分解可利用的阴道糖原并将麦芽糖水解为葡萄糖。近期一项全面的T. vaginalis分泌蛋白质组研究揭示了一套以时间和温度依赖方式组成性分泌的蛋白,其中鉴定出新的潜在毒力因子(含蛋白酶)和淀粉酶。
尽管T. vaginalis致病性受阴道细菌影响的认识不断增强,但这些阴道共生菌对寄生虫诱导的细胞毒性的调控程度仍知之甚少。由于可溶性效应因子的分泌已知参与上皮损伤,最初在无菌(axenic)条件下描述的T. vaginalis分泌蛋白质组,很可能在响应特定阴道微生物群成员时被重塑。为填补这一知识空白,研究人员考察了阴道细菌对T. vaginalis诱导的细胞毒性的影响,并研究寄生虫分泌蛋白质组的相关变化。以真生态代表菌Lactobacillus gasseri和失调代表菌Gardnerella vaginalis为对象,研究人员检验了细菌背景通过协同影响蛋白分泌而差异性调控寄生虫细胞毒性的假说,旨在阐明拮抗与协同的微生物相互作用如何塑造寄生虫致病行为,并揭示分泌蛋白作为调控寄生虫介导细胞毒性的候选因子。
主要技术方法
研究人员采用人宫颈上皮细胞(hECs,Ect1/E6E7细胞系)与T. vaginalis菌株G3、F1623、B7RC2及阴道细菌L. gasseri ATCC 9857、ATCC 33323和G. vaginalis ATCC 14018进行共孵育;以乳酸脱氢酶(LDH)释放实验定量细胞毒性;通过PCR与Sanger测序筛查支原体携带情况;采用SWATH-MS(数据非依赖采集质谱)对细胞及囊泡去除后的上清进行分泌蛋白质组定量分析,并以DIA-NN与ProteoDA等工具处理数据;利用SignalP 6.0、TargetP和TMHMM进行分泌途径信号与拓扑预测。
研究结果
2.1 阴道细菌对T. vaginalis细胞毒性的调控
研究人员首先评估三株T. vaginalis对hECs的时间进程细胞毒性。三株均引起相对缓慢的hECs破坏,细胞毒性效应自孵育14 h起更为明显;细胞黏附水平与细胞毒性并不直接对应。低黏附株G3呈时间与浓度依赖反应,20 h时细胞毒性约40%;高黏附株B7RC2即使在高浓度下也未超过G3水平且差异无统计学意义;中黏附株F1623反应最慢但细胞毒性最高,至孵育结束几乎完全破坏hECs。M. hominis仅见于G3,三株均未检出"Candidatus Mycoplasma girerdii",支原体状态与细胞毒性无明显关联。因G3呈中间水平细胞毒性且具清晰的时间与浓度依赖反应,研究人员选择该株进一步研究。
在有无L. gasseri或G. vaginalis条件下将寄生虫与hECs共孵育,并以细菌单独孵育hECs为对照。两种乳酸杆菌在无T. vaginalis时均未检出细胞毒性。阴道来源的L. gasseri ATCC 9857几乎完全阻断T. vaginalis诱导的细胞毒性,而肠道来源菌株ATCC 33323无此作用;该高度菌株特异性效应呈显著浓度依赖模式,仅在1 × 107 bacteria/mL、细菌与原虫比例为20:1时出现,仅两倍稀释即完全消失。G. vaginalis在高浓度下自身即显示10%–20%细胞毒性,与T. vaginalis共孵育时细胞毒性协同增强,几乎完全破坏hECs,总体效应显著大于任一微生物单独作用。
进一步评估L. gasseri ATCC 9857对其它T. vaginalis菌株的作用,三株寄生虫诱导的细胞毒性均被降低,但剂量反应曲线差异明显。B7RC2较低的细胞毒性呈细菌浓度依赖抑制,且在远低于G3所需浓度时即完全抑制;高细胞毒性的F1623在2.5 × 106 bacteria/mL时细胞毒性急剧下降约75%,此后抑制效应进入平台期且未被完全消除,与G3和B7RC2不同。
最后评估微生物孵育期间释放的可溶性因子是否足以调控细胞毒性。以L. gasseri或G. vaginalis(单独或与G3共同)条件化培养基2 h,所得无细胞条件培养基用于细胞毒性实验。除原虫-乳酸杆菌上清液有轻微抑制外,微生物条件化培养基无论细菌种类均未显著改变寄生虫诱导的细胞毒性。
2.2 T. vaginalis G3的分泌蛋白质组
采用SWATH-MS从G3细胞及囊泡去除的上清中鉴定蛋白,肽段比对共鉴定215个独特的T. vaginalis蛋白,其中209个(97.2%)见于至少一种实验条件的两个重复,142个(68%)见于全部六个蛋白质组样本,35个(16.7%)见于三种条件中的两种,32个(15.3%)为单一条件独有。与Tv17-48分泌蛋白质组(经严格筛选后含88个蛋白)相比,G3在全部三种实验条件及两个重复中一致检出18个蛋白;扩展至至少一种条件检出后,两蛋白质组重叠增至28个。这28个构成G3最小分泌蛋白质组的蛋白分属多种功能类别,含少数推定毒力因子,其中7个为未表征或仅具保守结构域而无功能注释的蛋白。就分泌动态而言,一个保守跨膜结构域(TMD)蛋白(TVAG_008720)被归为晚期分泌(60 min后),其余6个为中度至高度分泌(Cluster 5),具早期起始并持续存在特征。
TBSR(Trichomonas beta-sandwich repeat)蛋白是Tv17-48分泌蛋白质组中最大的一组(88个中20个),在G3中亦为最大的分泌蛋白组(28个中7个)。其预测的β-三明治结构域提示可能介导与宿主细胞或共栖微生物的蛋白-蛋白相互作用;这些蛋白缺乏经典信号肽,可能经非经典途径分泌。G3的7个TBSR中5个属于Tv17-48高分泌TBSR核心(Cluster 5)。TVAG_245580为其中丰度最高的TBSR,亦在G3中检出;TVAG_393400属最晚分泌簇(120 min,Cluster 1),在G3中检出;但仅1个中晚期分泌TBSR(TVAG_498870,Cluster 2)在G3中检出,而Tv17-48中有6个。
G3分泌蛋白质组另一半(28个中14个)由多种水解酶构成,是最可能参与T. vaginalis致病性的蛋白类别,其中蛋白酶最为常见(Tv17-48所检13个中的5个)。包括两个木瓜蛋白酶样半胱氨酸肽酶(TVAG_570000、TVAG_034140)、一个NlpC/P60家族半胱氨酸肽酶(TVAG_457240)、一个利什曼溶素样金属肽酶(TVAG_371800)和一个需锌金属肽酶(TVAG_189150)。参照Tv17-48分泌动态,G3分泌蛋白酶分布于多种模式,7个缺失蛋白酶中4个为预测晚期分泌者(Cluster 1和2)。
G3中三个分泌淀粉酶与Tv17-48相同,即一个α-淀粉酶(TVAG_178580)和两个β-淀粉酶(TVAG_080000、TVAG_436700),且均在全部三种实验条件中检出。考虑到该原虫淀粉酶库的扩展(共19个α-淀粉酶和4个β-淀粉酶),此发现提示仅少数淀粉酶被选择性用于胞外糖原清除。
相应地,Tv17-48中检出的组氨酸酸性磷酸酶多数亦见于G3最小分泌蛋白质组(4个中的3个)。这些磷酸酶活性位点含组氨酸残基,底物范围广泛,迄今在T. vaginalis中尚未表征;所有酸性磷酸酶均为早期分泌且相对丰度较高(Cluster 4和5)。
G3其余三个与Tv17-48共享的分泌水解酶为磷脂酶B(TVAG_215920)、DNase II(TVAG_015570)和N-乙酰葡糖胺-1-磷酸二酯α-N-乙酰葡糖胺糖苷酶(NAGPA;TVAG_457850)。TVAG_015570是两株中唯一检出的分泌DNase,属早期高丰度分泌(Cluster 5)。NAGPA亦为Cluster 5早期高丰度分泌,其功能为去除N-乙酰葡糖胺和甘露糖以促进溶酶体酶靶向,出现在分泌蛋白质组中较为少见。连同Tv17-48中发现的少数其他碳水化合物结合与修饰酶,这些酶可能已适应胞外功能,有助于识别和降解宿主与细菌细胞的复杂碳水化合物以获取营养。
尽管BspA是T. vaginalis最大的基因家族之一(约650个旁系同源基因),Tv17-48中仅鉴定出4个,且均未在G3中发现。另一缺失组分为saposin样蛋白(TvSaplip),该家族含12个基因,其中2个见于Tv17-48分泌蛋白质组,可能参与宿主和/或微生物细胞的膜破坏与裂解。
将G3其余181个未共享蛋白与Tv17-48应用分泌标准前的全部2072个蛋白目录比较,仅14个为G3独有。其中4个经TargetP预测为分泌,其平均SignalP得分显著高于Tv17-48的88个分泌蛋白平均值(0.542 ± 0.325 vs. 0.262 ± 0.152,Mann–Whitney非参数检验p < 0.05),分别为一个BspA(TVAG_268070)、一个N-乙酰神经氨酸裂解酶(TVAG_044970)、一个组织蛋白酶L样半胱氨酸肽酶(TVAG_146680)和一个额外的HAP(TVAG_363220)。
2.3 阴道细菌对T. vaginalis G3分泌蛋白质组的调控
鉴于阴道细菌存在时观察到的差异细胞毒性表型,研究人员进一步考察与L. gasseri或G. vaginalis共孵育是否调控G3分泌蛋白质组的组成,采用两种互补策略:其一,鉴定仅见于一种条件或仅在三种条件中两种共享的分泌蛋白;其二,考察各条件均检出但丰度存在显著差异的蛋白。
在第一种策略中,G3分泌蛋白质组中仅在三种实验条件之一或之二检出的10个蛋白里,3个见于G3无菌培养及与L. gasseri混合培养,2个见于无菌培养及与G. vaginalis混合培养,2个见于与两种细菌的混合培养,2个仅见于与G. vaginalis混合培养,1个仅见于与L. gasseri混合培养。其中半数为未表征蛋白或仅具保守结构域而无功能注释的蛋白。4个(TVAG_213390、TVAG_177320、TVAG_274750、TVAG_218130)在Tv17-48分泌蛋白质组中属中度至高度分泌、早期起始并持续存在(Cluster 5)。另一半为水解酶,包括两个金属肽酶(TVAG_371800、TVAG_189150)、一个NlpC/P60半胱氨酸肽酶(TVAG_457240)和两个酸性磷酸酶(TVAG_218790、TVAG_228930)。值得注意的是,两个金属肽酶在与L. gasseri共孵育时未在分泌蛋白质组中检出,与这些条件下细胞毒性表型降低相吻合;相反,NlpC/P60半胱氨酸肽酶(TVAG_457240)在G. vaginalis混合培养中缺失,与此前该酶家族参与细菌特异性相互作用的观察一致。此外,仅在G. vaginalis混合孵育中检出的酸性磷酸酶TVAG_228930,与此前分泌磷酸酶协同破坏上皮单层完整性的观察相符。这些水解酶在Tv17-48分泌蛋白质组中呈现不同分泌动态,从中度/非典型(TVAG_189150,Cluster 3)到早期中度(TVAG_457240、TVAG_228930,Cluster 4)再到强早期分泌(TVAG_371800,Cluster 5)。
在第二种互补策略中,研究人员利用SWATH蛋白质组的相对定量能力,将分析扩展至跨三种实验条件共享的其余18个G3最小分泌蛋白质组蛋白。其中4个在混合培养与无菌培养比较时显示相对丰度显著差异,提示两种阴道细菌改变其表达或分泌。含GTP结合蛋白α亚基保守结构域但无功能注释的蛋白(TVAG_274750)在与L. gasseri或G. vaginalis的混合培养中均下调;一个功能未知蛋白(TVAG_213390)和一个分泌α-淀粉酶(TVAG_178580)在与L. gasseri混合培养中上调,后者提示微生物间对糖原衍生底物的潜在竞争;相反,同样与这些条件下细胞毒性表型降低相吻合,木瓜蛋白酶样半胱氨酸肽酶TVAG_034140在与L. gasseri混合培养中下调。
讨论与结论
研究人员认为,细胞毒性是T. vaginalis致病性的关键方面,通常被视为寄生虫-上皮相互作用的下游结果。T. vaginalis感染发生于阴道微生物生态系统内,既往工作已确立阴道细菌可调控细胞黏附与宿主-寄生虫信号等关键致病性状,其中L. gasseri发挥抑制作用,而G. vaginalis等BV相关细菌作为致病共生菌增强致病性相互作用。在此框架基础上,本研究首次考察了阴道细菌对寄生虫诱导细胞毒性的调控及寄生虫分泌蛋白质组的相关改变。
正如这两种细菌代表阴道微生物群对立状态所预期,研究人员观察到对T. vaginalis诱导细胞毒性的拮抗与协同效应。阴道分离株L. gasseri ATCC 9857几乎消除G3诱导的细胞毒性,该抑制呈精细的浓度依赖,仅在狭窄的细菌丰度窗口内出现,且不能归因于该菌株此前报道的杀滴虫活性;肠道来源的ATCC 33323则无任何可检测的保护作用,这与既往提示两菌株存在生态位特异性适应的报道一致。重要的是,ATCC 9857的保护效应并不限于G3,另两株寄生虫的细胞毒性亦被降低,但其显著不同的剂量反应曲线表明寄生虫内在特性影响对L. gasseri介导保护的易感程度与阈值。值得注意的是,任一阴道细菌相关的抑制效应均未能由无细胞条件培养基充分重现,提示累积的可溶性产物本身不足以解释该表型,这与T. vaginalis诱导细胞裂解已确立的接触依赖性一致,提示细菌效应可能依赖活菌的持续存在、持续代谢活动及近距离微生物相互作用。失调细菌G. vaginalis则表现相反效应,协同增强寄生虫诱导的细胞毒性,其与T. vaginalis共孵育导致的上皮破坏超过任一微生物单独作用,这与G. vaginalis等BV相关细菌作为致病共生菌放大寄生虫介导的上皮屏障破坏及其他协同致病相互作用的早期研究一致。研究人员同时指出,在有限菌株集合内,细胞毒性并不直接与支原体携带相关,例如M. hominis阳性的G3呈中间细胞毒性表型;尽管此前报道M. hominis内共生可增强细胞黏附与溶细胞活性,但近期研究提示该效应可能依赖酸性生长条件,而该变量未在本研究中实验考察。综上,这些结果确立寄生虫诱导的细胞毒性不仅如既往报道那样依赖接触与菌株,而且受周围阴道微生物群实质性塑造:代表真生态的L. gasseri作为拮抗者限制细胞毒性损伤,而G. vaginalis等失调细菌作为致病共生菌通过与T. vaginalis的协同相互作用加剧上皮损伤。
由于寄生虫诱导的细胞毒性反映黏附依赖过程与分泌型及表面相关效应因子作用的综合结果,两种细菌的相反效应促使研究人员探索它们是否差异性调控T. vaginalis的蛋白分泌。为此,研究人员利用?táfková等(2018)此前定义的Tv17-48株良好受控、时间分辨的分泌蛋白质组作为稳健框架,以鉴定真正的分泌蛋白并按分泌动态谱分类。通过将数据映射至这一高质量参考分泌蛋白质组,研究人员可靠地定义了G3的28个分泌蛋白最小集合。值得注意的是,尽管蛋白库减少,G3蛋白在分泌动态簇中的分布模式与Tv17-48惊人相似。这种非随机分布提示高度的独立蛋白质组可重复性,未偏向检测特定分泌阶段,支持所推断G3最小分泌蛋白质组的稳健性;亦提示菌株特异性差异主要影响分泌蛋白的身份而非分泌的更广泛时间组织,为考察阴道细菌是否触发寄生虫蛋白分泌的定性或定量变化提供了基础,这些变化有可能促成所观察到的细胞毒性表型。全部三种实验条件(无菌及与L. gasseri或G. vaginalis共培养)中18个核心蛋白的存在,凸显分泌蛋白质组兼具防御机制与响应系统的双重功能;同时10个条件特异性额外蛋白的出现提示对环境线索的适应性调控。关键水解酶与酸性磷酸酶(Cluster 4–5)早期且持续的分泌动态,其底物特异性广泛而在毛滴虫中仍表征不足,进一步提示主动环境感知与蛋白合成分泌协调的能力。
与Tv17-48中相同,TBSR蛋白构成G3分泌蛋白质组的重要部分。这些蛋白被认为参与致病性,但其功能仍大多未知。在T. vaginalis G3和RU393株中过表达细胞表面膜菱形因子TvRom1可增加细胞黏附和细胞裂解,并伴随部分TBSR蛋白上调;其中TVAG_573910、TVAG_425470和TVAG_529190在两株蛋白质组中均被检出。最重要的是,水解酶构成G3分泌蛋白质组中最大的一组(28个中14个),显示T. vaginalis利用其环境的酶学多样性。其中分泌蛋白酶包括木瓜蛋白酶样半胱氨酸肽酶、金属肽酶和表面蛋白酶GP63,可能使寄生虫具备降解宿主组织屏障并对抗竞争细菌的能力。在L. gasseri共培养中两个金属蛋白酶(TVAG_371800、TVAG_189150)缺失及一个半胱氨酸蛋白酶(TVAG_034140)下调,提示T. vaginalis细胞毒性如何在该细菌存在时被减弱。
除损伤宿主细胞外,T. vaginalis还可通过裂解阴道细菌细胞壁的成熟肽聚糖主动靶向它们。该寄生虫含9个NlpC/P60半胱氨酸肽酶基因,分为两个clan,很可能经细菌水平基因转移获得,部分显示分泌证据。这些肽聚糖水解酶已被证明使寄生虫能够控制L. gasseri种群,过表达可控制混合培养中的L. gasseri但不控制G. vaginalis。因此,NlpC/P60半胱氨酸肽酶TVAG_457240在G. vaginalis共培养中缺失尤其值得注意,提示T. vaginalis在混合培养中对L. gasseri和G. vaginalis的控制也可能源于针对两种细菌的不同NlpC/P60酶的背景依赖性调控。
研究人员此前已表明,包括G. vaginalis和T. vaginalis在内的BV相关细菌协同增强人宫颈上皮单层的旁细胞通透性,并伴随磷酸酶活性快速升高,药理抑制磷酸酶在很大程度上保持上皮屏障完整性,提示微生物来源磷酸酶是上皮屏障紧密连接失调的潜在介质。考虑到该原虫扩展的磷酸酶组,Tv17-48分泌蛋白质组中磷酸酶数量相对有限值得注意。其中组氨酸酸性磷酸酶TVAG_228930在G. vaginalis而非L. gasseri混合培养中检出,将该酶鉴定为与失调细菌协同上皮破坏表型的合理候选。支持这一可能性的证据是,E. histolytica的膜相关及分泌型HAP被描述为破坏人细胞肌动蛋白应力纤维、使细胞圆缩从而直接损害上皮完整性的酶。
研究人员指出,虽然数据突出了可能促成所观察细胞毒性表型的寄生虫来源因子,但本分析本质上以T. vaginalis分泌蛋白质组为中心,未捕捉共培养期间细菌基因表达或分泌的潜在调控。G. vaginalis产生包括vaginolysin和其他成孔毒素在内的细胞毒性因子,可能直接促成上皮损伤并放大此处观察到的协同表型。反之,L. gasseri的聚集促进因子APF-2此前被证明可抑制T. vaginalis细胞黏附,并由该菌主动分泌。此外,分泌蛋白质组差异鉴定出生物学上合理的候选因子,但这些因子是否独立驱动上皮细胞毒性仍需实验验证。因此,本研究中改变的细胞毒性输出也可能反映此处未直接测量的细菌贡献。未来研究需采用整合方法,如双重蛋白质组学、双重RNA-seq或宏转录组分析,以厘清这些双向相互作用并确定两种生物在共培养期间如何动态重编程其毒力途径。
另一考量是细胞毒性紧密关联细胞黏附。宿主细胞裂解被理解为大多接触依赖,需达到寄生虫附着阈值方可触发。因此,考虑L. gasseri与G. vaginalis对寄生虫细胞黏附的相反效应十分重要。若细胞毒性依赖仅在充分附着后才部署的分子组分,研究人员设想一种黏附依赖信号与效应因子分泌协同作用的模型。在此,真生态与失调细菌可能不仅改变寄生虫对上皮细胞的可及性,还改变其造成细胞损伤的酶学能力。细胞毒性因而可视为由寄生虫细胞黏附、毒力因子表达与分泌在多微生物背景下协调调控所塑造的涌现表型。
除致病性调控外,数据证实三种T. vaginalis淀粉酶的选择性分泌,提示获取宿主糖原的靶向策略。与主要代谢宿主肽和氨基酸的阴道失调细菌不同,L. gasseri和T. vaginalis均依赖阴道糖原作为主要碳水化合物来源。L. gasseri主要依赖宿主α-淀粉酶活性释放可溶性糖,而T. vaginalis编码自身淀粉水解酶,可直接获取宿主上皮细胞中的糖原储备。TVAG_178580仅在乳酸杆菌存在时特异性上调,表明T. vaginalis增强其淀粉水解能力以在竞争细菌之前优先获取糖原。这种代谢反应可能代表一种适应层,在葡萄糖发酵产酸乳酸杆菌主导阴道生物群时促进寄生虫定植。
研究结论:本研究将T. vaginalis细胞毒性重新定义为由阴道生态系统塑造的动态多微生物性状。真生态的L. gasseri通过急剧的浓度依赖抑制及细胞毒性效应因子下调限制寄生虫诱导的上皮损伤,而失调的G. vaginalis则通过协同增强及合作性酶的出现放大上皮破坏。由此,细菌群落组成可将T. vaginalis从较为受控的状态转变为高度破坏性状态。细胞毒性源于细胞黏附以及蛋白酶、TBSR蛋白、磷酸酶和淀粉酶的受调控分泌,其中10个在响应两种细菌时差异表达。保守分泌蛋白质组与条件特异性蛋白的组合表明,T. vaginalis动态调整其毒力库以响应周围微生物环境。总之,这些发现支持一种生态模型,即微生物群从真生态(Lactobacillus主导)向失调(CST-IV)转变可重编程寄生虫行为,重塑其致病潜力。

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