《International Journal of Antimicrobial Agents》：The T6SS Effector Hcp of Hypervirulent Klebsiella pneumoniae Exacerbates Liver Abscess by Inducing Macrophage-HMGB1/RAGE-Dependent Endothelial Pyroptosis
编辑推荐：
•Hcp通过巨噬细胞中的HMGB1引发内皮细胞焦亡。•Hcp-HMGB1复合物通过RAGE激活内皮细胞。•Caspase-1在Hcp引发的血管损伤中起作用。•针对Hcp-HMGB1-RAGE轴可改善治疗效果。•hcp基因敲除的hvKP能降低小鼠的死亡率。引言高毒力肺炎克雷伯菌（h
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Hcp通过巨噬细胞中的HMGB1引发内皮细胞焦亡。
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Hcp-HMGB1复合物通过RAGE激活内皮细胞。
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Caspase-1在Hcp引发的血管损伤中起作用。
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针对Hcp-HMGB1-RAGE轴可改善治疗效果。
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hcp基因敲除的hvKP能降低小鼠的死亡率。
引言
高毒力肺炎克雷伯菌（hvKP）已成为化脓性肝脓肿和危及生命的败血症的重要病因，尤其在东亚地区[1]。值得注意的是，hvKP强大的免疫逃逸能力和血管侵袭能力常常导致感染扩散到肝脏以外，如肺脓肿、眼内炎和脑脓肿等，这类现象被称为肝外迁移性感染，且死亡率很高[2,3]。更令人担忧的是，多重耐药hvKP的出现进一步增加了治疗的难度，对公共卫生构成了严重威胁[3]。这些挑战凸显出迫切需要深入研究hvKP的致病机制，尤其是其与免疫细胞和内皮细胞的相互作用，以便找到可行的治疗靶点[4,5]。
已知毒力因子在hvKP与宿主相互作用的致病过程中起着关键作用。hvKP毒力的核心是VI型分泌系统（T6SS），该系统能释放多种效应蛋白，其中包括具有双重功能的溶血素-协同调节蛋白（Hcp），它既是结构成分，也是一种免疫调节效应分子[6,7]。我们之前的研究已经证实了此处使用的hvKP菌株中T6SS的功能活性[6]。Hcp能够调控免疫反应并破坏内皮功能[[8], [9], [10]]，但Hcp究竟通过何种分子机制引发败血症导致的内皮功能衰竭，目前尚不清楚。
在感染过程中，免疫细胞会释放警报素高迁移率族盒1蛋白（HMGB1）[11]，该蛋白可以与晚期糖基化终末产物受体（RAGE）结合并被内吞，进而引发内皮细胞焦亡[[11], [12], [13]]。HMGB1–RAGE信号通路会促进败血症和急性肺损伤中的炎性小体激活[[11], [12], [13]]，这说明它在血管炎症中也可能发挥重要作用。基于这些观察，我们推测Hcp会促进HMGB1的分泌，并且可能与释放出的HMGB1结合。这些所谓的Hcp–HMGB1复合物随后可能被传递到内皮细胞的RAGE上，从而触发NOD样受体家族中的吡啉结构域3（NLRP3）炎性小体的形成，进而引发经典的caspase-1介导的焦亡反应。
本研究旨在阐明T6SS效应蛋白Hcp在hvKP感染过程中是如何损害血管功能的。通过结合体外和体内模型，我们揭示了一个连续的级联反应：巨噬细胞释放HMGB1，内皮细胞通过RAGE摄取Hcp–HMGB1复合物，最终引发由NLRP3炎性小体驱动的焦亡反应。这一Hcp–HMGB1–RAGE轴似乎是hvKP引发内皮功能障碍的分子机制基础，可能是一个很有前景的治疗靶点。
章节要点
伦理审批
所有动物实验均获得了中国医科大学盛京医院动物实验伦理委员会的批准（批准号：2023PS345K），并且严格遵循《动物研究：体内实验报告2.0》（ARRIVE 2.0）指南进行[14]。本研究的设计、实验流程及结果报告均符合ARRIVE 2.0标准，以确保结果的透明性和可重复性。完整的ARRIVE 2.0检查表见补充材料。
重组Hcp可促使巨噬细胞无需转录即可释放HMGB1
ELISA检测结果显示，50 μg/mL浓度的Hcp能促使THP-1巨噬细胞上清液中的HMGB1分泌，16小时时达到峰值（浓度为46.14 pg/mL，相比0小时增加了2.24倍；p<0.01；见图2A），之后浓度趋于稳定。与对照组相比，Hcp显著提升了细胞外的HMGB1水平（p<0.01；见图2B）。同时，西方印迹分析显示THP-1巨噬细胞内的HMGB1水平下降（p<0.01；见图2C），而由于细胞存活率很高，这种下降并非由细胞裂解所致。
讨论
Hcp是hvKP中一种已得到充分研究的T6SS效应蛋白，它通过促使巨噬细胞释放HMGB1来引发血管功能障碍，而HMGB1又会通过RAGE–caspase-1轴引发内皮细胞焦亡，最终导致内皮细胞活化。这些发现表明，这一途径可能是治疗hvKP引发的血管病变的新靶点。
T6SS效应蛋白Hcp体现了hvKP在进化过程中为提升自身竞争力以及规避宿主免疫机制而形成的适应性特征。除了其已有的已知功能之外
结论
本研究揭示了hvKP引发内皮功能障碍的一种此前未被认识到的机制。Hcp能够刺激巨噬细胞释放HMGB1，随后HMGB1与内皮细胞的RAGE结合，引发焦亡反应，这一过程可能还受到Hcp–HMGB1复合物的促进。这些发现表明，细菌的T6SS效应蛋白可能会利用宿主的警报系统来促进内皮功能障碍。总体而言，我们的研究为理解hvKP的致病机制提供了理论框架，同时也指出了
资金支持
本研究得到了以下机构的资助：中国国家自然科学基金（项目编号：82302325，资助人：王海瑞）、中国博士后科学基金会（项目编号：2024MD764028，资助人：王海瑞）以及辽宁省自然科学基金联合基金（博士科研启动项目）（项目编号：2023-BSBA-330，资助人：王海瑞）。
作者贡献
概念设计：BN、HW。数据整理：BN、HW。资金筹集：ZL、HW。实验开展：BN。方法设计：BN、HW。实验监督：ZL、ZC、HW。结果验证：BN、HW。数据可视化：BN、HW。初稿撰写：BN、HW。修订与编辑：BN、ZL、ZC、HW。
倪波|刘兆宇|常志辉|王海瑞
