鼠诺如病毒与泄殖腔肠杆菌的相互作用导致膜稳定性和脂质和代谢物囊泡含量的包装发生变化

　　细菌分泌直径在50至250nm之间的细胞外囊泡，并被革兰氏阴性菌的外膜(OM)或革兰氏阳性菌的细胞质膜包围。这些囊泡包含来自其亲本细菌的膜包埋蛋白以及周质或细胞质组分，具体取决于囊泡生物发生的途径。外膜囊泡(OMV)具有多种功能，包括介导宿主-病原体相互作用、生物膜中的种间通讯以及作为应激反应保护细菌细胞。这些囊泡的形成机制仍在研究中;然而，研究表明，肽聚糖细胞壁受损会导致囊泡形成。对于革兰氏阴性菌，有两种建议的膜囊泡形成途径：(i)从外膜出芽(起泡)以产生OMV，以及(ii)爆炸性细胞裂解导致膜碎片自组装以产生外内膜囊泡(OIMV)和爆炸性外膜囊泡(EOMV)。不同的形成途径也导致了囊泡含量的差异。膜起泡导致的OMV主要由外膜和周质脂质、蛋白和脂多糖组成。通过爆炸性细胞裂解形成的OIMV和EOMV也由外膜脂质和蛋白组成，但周质蛋白、内膜蛋白和脂质以及细胞质物质(包括核酸)的含量增加。

　　共生细菌和致病细菌都会产生OMV作为其正常生长条件的一部分，但这种产生可能受到外部应激源的影响，例如温度、氧气、包膜应激、抗生素治疗、病毒暴露或细胞壁重塑缺陷。应激条件可导致某些细菌种类的过度囊泡，并且这些相同的应激源也会影响OMV的货物含量。例如，在最小培养基中生长过程中收集的大肠杆菌OMV显示出改变的蛋白质组。应激条件并不是囊泡产生变化的唯一驱动因素。生长阶段等因素也会影响囊泡大小和货物组成，如幽门螺杆菌囊泡在生长16、48和72小时时蛋白质谱的变化所示。囊泡内容物的优先包装也是一个新兴的研究领域。

　　虽然以前不认为是共生细菌的应激源，但最近发现泄殖腔大肠杆菌与诺如病毒(真核肠道病毒病原体)相互作用会导致应激反应基因的诱导。真核肠道病毒不会感染细菌，但已被证明会与共生细菌的表面结合。泄殖腔大肠杆菌是一种共生细菌，可以成为机会性病原体，最初用于研究诺如病毒和细菌相互作用的影响，因为人类诺如病毒能够在人类粪便中严重结合这种细菌至。虽然诺如病毒的发病机制尚不清楚，但一个公认的特征是诺如病毒与存在于某些细胞表面的人组织血型抗原(HBGA)相互作用。阴沟大肠杆菌已被证明表达HBGA样分子，正是这种HBGA样分子表达可能促进人诺如病毒结合。此外，阴沟肠杆菌还与人类诺如病毒和小鼠诺如病毒感染的增强有关。鉴于共生OMV能够影响宿主免疫反应和改变病毒感染，表征与病毒感染相关的这种细菌含量的变化非常有意义。

　　革兰氏阳性和革兰氏阴性共生细菌产生的膜囊泡的纳米颗粒跟踪分析(NTA)发现，与对照培养物相比，暴露于人或小鼠诺如病毒的培养物产生的囊泡量明显更多，表明诺如病毒诱导的应激导致囊泡过度，正如其他类型的细菌应激所显示的那样。有趣的是，与诺如病毒的相互作用还导致膜囊泡大小减小以及蛋白质和DNA含量发生变化。据报道，泄殖腔肠杆菌囊泡同时含有细胞质蛋白和基因组DNA，这表明这种细菌在体外生长时能够通过爆炸性细胞裂解形成囊泡。然而，当在诺如病毒存在下产生囊泡时，细胞质蛋白和DNA含量降低，表明向囊泡生物发生的另一种机制转变，即潜在的膜起泡。囊泡大小的变化与囊泡的脂质谱或蛋白含量的变化有关，这可能受到囊泡生物发生途径的严重影响。总之，这些结果表明，与诺如病毒的相互作用选择性地改变了膜囊泡的生物发生。因此，本研究通过评估小鼠诺如病毒(MNV)与泄殖腔的相互作用对膜囊泡脂质和代谢成分变化以及这些细菌的细胞稳定性的影响来进一步探索这一假设。

　　OMV的脂质组学分析表明，与PBS和AgNp条件下的OMV相比，在MNV存在下形成的OMV中具有明显的脂质组;然而，细菌外膜的脂质组似乎没有显着差异。此外，在MNV条件下磷脂的增加通过磷脂在外膜中积累来支持OMV生物发生的萌芽途径。MNV OMV的代谢组学结果表明特异性代谢物的优先包装，但在细菌细胞代谢组学中没有看到MNV与对照组的相同区别。在MNV存在下，在OMV中检测到的脂质和代谢物的差异，而不是亲本细菌的差异可能表明，通过与MNV相互作用对脂质或代谢物的任何变化都会导致这些脂质或代谢物包装成OMV以从细胞中去除。最后，在MNV存在时检测到较少的具有受损膜的细菌细胞，进一步支持了OMV生物发生对病毒结合的转变，从爆炸性细胞裂解的部分形成转变为起泡机制[1]。

　　参考文献：

　　[1] Mosby C.A., Edelmann M.J., Jones M.K. Murine Norovirus Interaction with Enterobacter cloacae Leads to Changes in Membrane Stability and Packaging of Lipid and Metabolite Vesicle Content [J]. Microbiol Spectr, 2023. 11(2): e0469122