华中农业大学李姗、福建师范大学欧阳松应PNAS!!破解紫色色杆菌毒力新机制:效应蛋白CteX精准切割宿主黏附支架

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革兰氏阴性病原菌的致病过程高度依赖III型分泌系统（T3SS）向宿主细胞内注射效应蛋白，以重塑细胞功能。紫色色杆菌作为一种广泛存在于热带与亚热带水土中的机会性病原体，其基因组编码的Cpi-1/-1a T3SS是其关键毒力装置，但该系统分泌的全部效应蛋白种类此前尚未被完全揭示。2026年4月，华中农业大学李姗团队联合福建师范大学欧阳松应团队在《美国国家科学院院刊》（PNAS）发表研究，通过定量分泌蛋白质组学技术，系统分析了紫色色杆菌Cpi-1/-1a T3SS的分泌组，不仅验证了已知效应蛋白，还发现了一个此前无任何功能注释的新型效应蛋白——CteX。结构生物学分析显示，CteX采用经典的木瓜蛋白酶样折叠结构，其功能实验证实它是一种半胱氨酸蛋白酶，能够特异性识别并切割宿主细胞黏着斑的核心支架蛋白Paxillinα。这一发现首次揭示了细菌效应蛋白直接靶向黏着斑信号枢纽的分子机制，为理解病原菌操控宿主细胞结构提供了全新视角。

CteX对Paxillinα的特异性切割引发了宿主细胞结构的连锁崩塌。黏着斑是连接细胞外基质与细胞骨架的关键枢纽，其完整性对维持细胞形态与运动至关重要。当CteX切断Paxillinα后，黏着斑复合物发生解聚，进而导致肌动蛋白细胞骨架的全面塌陷。这种细胞骨架重塑产生了一种精妙的病理生理效应：它限制了紫色色杆菌对上皮细胞的过度侵袭。若细菌入侵不受控，将导致宿主细胞裂解死亡，使胞内细菌暴露于宿主免疫系统而被清除；而CteX介导的适度细胞骨架重构，避免了宿主细胞的过早裂解，为细菌在体内长期定植创造了有利条件。动物感染模型进一步证实，CteX是紫色色杆菌实现系统性毒力与持续定植不可或缺的核心因子。这一机制揭示了病原菌在进化中形成的权衡策略——通过精确调控宿主细胞结构，平衡感染效率与免疫逃逸，以实现自身的最大化生存。

该研究不仅拓展了人们对T3SS效应蛋白功能多样性的认知，也为抗感染药物研发提供了潜在新靶点。以往对病原菌操纵细胞骨架的研究多聚焦于Rho GTP酶的翻译后修饰，而本研究发现的CteX通过蛋白水解直接切割支架蛋白，代表了一种全新的操控模式。鉴于紫色色杆菌对免疫低下人群致死率极高，且目前缺乏特效治疗手段，针对CteX的酶活性中心或其与Paxillinα的相互作用界面，有望开发出阻断病原菌定植的新型小分子抑制剂。此外，研究中建立的分泌组学与结构生物学结合的分析框架，也可推广应用于其他重要病原菌的毒力因子挖掘，为系统性解析病原体-宿主互作网络提供方法论借鉴。这项工作得到了国家自然科学基金优秀青年科学基金等项目的支持，其揭示的“病原-宿主”博弈新机制，为深入理解微生物致病机理开辟了新路径。