乳酸氧化酶（LctO）作为代谢检查点抑制肺炎链球菌侵袭呼吸道上皮屏障

肺炎链球菌可迅速穿越极化的人支气管上皮屏障，在感染后1小时内即可从基底外侧区室中回收到存活细菌。通过联合删除丙酮酸氧化酶（spxB）和乳酸氧化酶（lctO）来破坏丙酮酸代谢节点，可显著增强肺炎链球菌穿越极化Calu-3单层的能力，且不会引起早期细胞毒性或单层完整性丧失。这种高侵袭表型在TIGR4和EF3030遗传背景中以及气液界面培养条件下均得以保留。 值得注意的是，在支气管（Calu-3）、肺泡（A549）和咽部（Detroit 562）上皮模型中，单一{Delta}lctO突变株的跨上皮转运能力显著高于{Delta}spxB突变株或野生型菌株。跨越能力的增强与细菌黏附增加相关，但独立于荚膜表达、细胞外H2O2产生、肺炎溶素或紧密连接破坏；其证据包括跨上皮电阻（TEER）保持稳定、未见caspase-3/7激活，以及感染早期IL-18释放极少。高分辨率共聚焦显微镜显示，早在感染后1小时，细胞内{Delta}lctO肺炎链球菌即定位于含有N-乙酰氨基葡萄糖/唾液酸（GN/SA）的区室中。在小鼠巨噬细胞中，{Delta}lctO突变株被吞噬的速率与野生型细菌相似，但在24小时后诱导出更强的肺炎溶素依赖性细胞毒性。 这些研究结果表明，LctO充当一种代谢检查点，限制肺炎链球菌对呼吸道上皮的侵袭，揭示了乳酸氧化酶在控制从定植向侵袭性疾病转变过程中此前未被认识的作用。

肺炎链球菌能够迅速穿越极化的人支气管上皮屏障，在感染后1小时内即可从基底外侧腔室中回收到存活细菌。通过同时缺失丙酮酸氧化酶（spxB）和乳酸氧化酶（lctO）而破坏丙酮酸代谢节点，可显著增强肺炎链球菌穿越极化Calu-3单层细胞的能力，且不会引起早期细胞毒性或单层完整性丧失。这种高侵袭性表型在TIGR4和EF3030遗传背景中以及气液界面条件下均得以保留。

值得注意的是，与{Delta}spxB突变株或野生型菌株相比，单一{Delta}lctO突变株在支气管（Calu-3）、肺泡（A549）和咽部（Detroit 562）上皮模型中的跨上皮转运均显著增强。跨上皮转运增强与细菌黏附增加相关，但独立于荚膜表达、胞外H2O2产生、肺炎溶素或紧密连接破坏；这一点可由以下证据支持：跨上皮电阻（TEER）保持稳定、未见caspase-3/7激活，以及在早期时间点仅有极少量IL-18释放。高分辨率共聚焦显微镜显示，感染后早至1小时，细胞内{Delta}lctO肺炎链球菌即定位于含有N-乙酰葡萄糖胺/唾液酸（GN/SA）的细胞区室中。在小鼠巨噬细胞中，{Delta}lctO突变株被吞噬的速率与野生型细菌相似，但在24小时后诱导出更强的肺炎溶素依赖性细胞毒性。

这些结果表明，LctO作为一种代谢检查点，限制肺炎链球菌对呼吸道上皮的侵袭，揭示了乳酸氧化酶在控制肺炎链球菌由定植向侵袭性疾病转变过程中此前未被认识的作用。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.15.738724v1?rss=1

🏷️ 肺炎链球菌 乳酸氧化酶LctO 呼吸道上皮侵袭 代谢检查点 跨上皮转运