综述:霍乱弧菌溶血素/溶细胞素在细菌致病机制与宿主-病原体相互作用中的神秘作用

【字体: 时间:2025年07月29日 来源:Journal of Bacteriology 2.7

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  这篇综述深入探讨了霍乱弧菌溶血素/溶细胞素(VCC)作为β-桶状孔形成毒素(β-PFT)的多重功能,揭示了其在膜孔形成、程序性细胞死亡(如凋亡)和免疫调节中的复杂机制,为理解霍乱弧菌(V. cholerae)非CT依赖的致病途径提供了新视角。

  

引言

霍乱是由革兰阴性菌霍乱弧菌(V. cholerae)引起的急性脱水性腹泻病,其流行与不洁饮水及卫生条件差密切相关。尽管霍乱毒素(CT)是主要致病因子,但非O1/O139血清型菌株缺乏CT却仍能引发类似症状,提示其他毒力因子如VCC的关键作用。

VCC的历史与结构特征

VCC最初因溶血活性被发现,后证实为一种β-PFT,通过形成七聚体跨膜孔破坏细胞膜屏障。其前体蛋白(pre-pro-VCC)经两步加工成熟:信号肽切除后,胞外蛋白酶(如HA/protease)进一步剪切前体域,释放具有活性的65 kDa毒素。晶体结构显示,VCC含细胞溶素域(负责孔形成)和两个凝集素样域(β-三叶草和β-棱柱域),后者可能参与糖缀合物识别。

孔形成机制

VCC的孔形成分为三步:单体膜结合、七聚体预孔组装及β-桶状孔插入。胆固醇和鞘脂通过调节膜物理性质促进这一过程,而β-棱柱域与β1-半乳糖基化糖缀合物的结合可能触发构象变化。值得注意的是,VCC对兔红细胞溶血活性显著高于人红细胞,暗示物种特异性受体的存在。

细胞毒性:超越孔形成的杀伤

除直接膜损伤外,VCC通过线粒体途径激活凋亡:低浓度时引发空泡化,高浓度导致DNA断裂、半胱天冬酶(caspase)-3/9激活及细胞色素c释放。突变体研究表明,即使缺乏功能性孔形成能力,VCC仍能通过内化诱导线粒体膜电位丧失,揭示其孔形成非依赖的细胞死亡机制。

免疫互作与生物膜策略

VCC可激活先天免疫细胞的TLR1/4异源二聚体,触发NF-κB信号和促炎因子(如IL-6、TNF)释放。其寡聚体作为损伤相关分子模式(DAMP)持续刺激免疫反应。更独特的是,霍乱弧菌利用生物膜在免疫细胞表面聚集,通过局部高浓度VCC释放增强杀伤效率,形成“主动捕食”而非被动防御的策略。

未解之谜与展望

尽管VCC在铁获取、组织损伤和免疫逃逸中的潜在作用已被提出,但其作为“附属毒素”却保留多重功能的进化意义仍不明确。未来需探索VCC如何协同其他毒力因子(如MARTX、ZOT)优化致病策略,并为抗霍乱治疗提供新靶点。

(注:全文基于原文缩编,专业术语如TLR、NF-κB等均保留英文缩写及上下标格式。)

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