科学家揭示铁离子介导病原微生物致病机制

华东理工大学的王启要教授、南方科技大学的周晓辉教授以及河南科技大学的郭荣显讲师共同合作，首次揭示了副溶血弧菌渗透压传感器组氨酸激酶EnvZ如何“转型”成为铁离子探测器的分子机制，这一发现展示了病原体信号通路的极高适应性，并有望为解决耐药菌感染提供全新思路。相关研究成果近期发表在美国的《国家科学院院刊》上。 

副溶血弧菌是一种常见于污染海鲜中的食源性肠道致病菌。其致病能力主要依赖于双组分系统EnvZ/OmpR，通过感知宿主肠道复杂环境来调控毒力基因的表达，从而规避宿主的免疫攻击。不过，这一过程中涉及的具体分子机制还有待进一步探索。

研究人员发现，副溶血弧菌的EnvZ/OmpR系统不仅能够感知渗透压，还具备识别三价铁离子（Fe3+）的独特能力。分子生物学实验表明，EnvZ蛋白的周质结构域能够特异性地与Fe3+结合，进而启动EnvZ的磷酸化过程，随后激活OmpR的调控网络，这一系列反应最终协调了细菌生物被膜的生成、运动能力以及毒力的表达。

基于此，研究团队运用了多组学整合策略，全面描绘了EnvZ/OmpR的调控网络图谱。他们发现，外膜蛋白ompN的基因表达受到铁信号的严格控制，而在缺失EnvZ的菌株中，其表达量骤减至原来的1/21。后续实验表明，ompN在调控生物被膜形成方面起着关键作用。

除此之外，研究人员在新生兔感染模型中的实验显示，铁含量高的环境能显著增强副溶血弧菌的肠道定植以及生物被膜的形成；而通过铁螯合剂处理，则显著减轻了组织的病理损伤。这一发现进一步证明了铁离子感知机制在细菌致病中的核心作用，同时也为抗感染治疗提供了潜在的新干预靶点。