猪肺炎支原体膜蛋白Mhp271 与宿主UPR-GRP78相互作用促进其感染的分子机制研究

猪地方流行性肺炎（Porcine enzootic pneumonia，PEP）是由猪肺炎支原体（Mycoplasma hyopneumoni‐ae，Mhp）感染引起的一种猪慢性接触性呼吸道传染病，据报道，全世界家猪中Mhp 平均阳性率为30%～80%。每年由Mhp 持续性感染导致的呼吸道疾病、生长发育迟缓及抗生素治疗费用的增加，给全球养猪业造成了重大的经济损失。

未折叠蛋白反应（Unfolded protein response，UPR）是一种可以恢复内质网稳态的细胞保护性信号通路，同时也能够调用宿主先天免疫信号以应对微生物的侵入。因此，UPR 在宿主与病原体的相互作用中起着重要作用。定位于细胞内质网膜上的GRP78 是UPR 的起始点，也是其标志蛋白。靶向GRP78 而调控宿主UPR 以利于病原进入宿主细胞或者促进其增殖已经成为病原体重要的致病机制之一。

中国农业科学院哈尔滨兽医研究所动物支原体团队2020 年曾在《Infection and Immunity》发表论文证实Mhp 进化出了调控宿主UPR 以促进其对宿主细胞黏附和感染的策略。在此基础上，该团队近期发表在《Molecular Microbiology》的论文“Mycoplasma hyo‐pneumoniaemembrane protein Mhp271 interacts with host UPR protein GRP78 to facilitate infection”进一步证实了Mhp 也选择了直接靶向宿主细胞GRP78 以调控UPR 的方式，从而促进了Mhp 的黏附和感染。

该研究首先确定了Mhp 的脂质相关膜蛋白（LAMPs）组分中含有能够抑制宿主UPR 的效应蛋白。随后在猪气管上皮细胞表面检测到了UPRGRP78 的大量表达，这表明GRP78 可能是Mhp 调控宿主UPR 的直接靶标。利用免疫共沉淀试验（Co-IP）和质谱分析鉴定出Mhp271 蛋白，并证实其能够与宿主GRP78 相互作用，进一步利用敲除试验和Farwestern 试验证明该相互作用依赖于Mhp271 的R1-2重复区。此外，采用关键氨基酸定点突变和Co-IP 试验对宿主GRP78 进行功能区的分析，结果表明其N端的核苷酸结合域（ATPase）是与Mhp271 R1-2 相互作用的关键区域。Mhp271 与宿主GRP78 的这种相互作用，被证明能减少宿主防御素PBD-2 的产生，从而促进Mhp 的黏附和感染。

该研究首次证明宿主GRP78 是Mhp 膜蛋白Mhp271 调控宿主UPR 的直接靶标，并确定了Mhp271 在Mhp 毒力机制中发挥的新功能。这些研究结果进一步加深了对Mhp 和宿主之间相互作用的理解，为Mhp 的分子致病机制提供了新的见解。