《MicrobiologyOpen》：BvrR From Brucella abortus Induces Neuroinflammation Through IRE1-Mediated Activation of ATF2 and NF-κB
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本研究揭示了布鲁氏菌（Brucella abortus）毒力因子BvrR通过定位于内质网（ER）、激活IRE1（inositol-requiring enzyme 1）应激传感器，进而驱动ATF2（activating transcription factor 2）和NF-κB p65（nuclear factor kappa-light-chain-enhancer of activated B cells p65）的磷酸化与核转位，上调促炎细胞因子IL-6（interleukin-6）和TNF-α（tumor necrosis factor alpha）的表达，最终导致神经炎症、神经元损伤及认知功能障碍。该发现为神经布鲁氏菌病（neurobrucellosis）的发病机制提供了新的分子解释，并提示IRE1可能成为潜在的治疗靶点。
引言
神经布鲁氏菌病是布鲁氏菌侵入中枢神经系统（CNS）后引发的严重并发症，临床表现为脑膜炎、脑炎及神经精神症状，其发生与微glia（microglia）激活及神经炎症密切相关。布鲁氏菌为兼性胞内寄生菌，其毒力因子BvrR作为BvrRS双组分系统的关键组分，参与细菌在内质网（ER）内的复制并调控宿主免疫应答。内质网应激传感器IRE1在未折叠蛋白反应（UPR）中起核心作用，可激活下游转录因子ATF2和NF-κB p65，进而调控IL-6和TNF-α等促炎因子的表达。然而，BvrR是否通过IRE1信号通路诱导神经炎症尚不明确。
材料与方法
研究采用人小胶质细胞系HMC3（human microglial clone 3），通过转染pcDNA3.1-BvrR-His质粒表达布鲁氏菌BvrR蛋白。利用Western blot、ELISA、RT-qPCR、透射电镜（TEM）及免疫荧光等技术，检测IRE1磷酸化（p-IRE1）、ER形态、ATF2（p-ATF2）和NF-κB p65（p-p65）的活化与核转位，以及IL-6和TNF-α的表达。通过IRE1激动剂IXA4和抑制剂GSK2850163处理，验证IRE1在信号通路中的关键作用。在体实验中，通过立体定位注射AAV2/9病毒（HBAAV2/9-IBA-1-BvrR-6*HIS-ZsGreen）在小鼠海马区特异性表达BvrR，利用Morris水迷宫（MWM）评估认知功能，并通过Nissl染色和免疫荧光分析神经元损伤及炎症通路激活。
结果
- 1.
BvrR激活IRE1并诱导ER扩张
Western blot证实BvrR在HMC3细胞中成功表达，免疫荧光显示BvrR定位于ER，TEM观察到BvrR表达组ER明显扩张。同时，p-IRE1蛋白水平显著升高，表明BvrR通过ER应激激活IRE1。
- 2.
BvrR促进ATF2和NF-κB p65活化
BvrR表达显著提升p-ATF2、p-p65、IL-6和TNF-α的蛋白水平，ELISA及RT-qPCR进一步验证细胞上清液及mRNA水平中IL-6和TNF-α的表达上调。
- 3.
BvrR增强p-ATF2和p-p65核转位
免疫荧光显示，BvrR促进p-ATF2和p-p65向细胞核内转移，伴随IL6和TNF基因转录水平升高，证实其通过核转位驱动炎症因子表达。
- 4.
IRE1介导BvrR诱导的ATF2/NF-κB通路激活
IRE1激动剂IXA4模拟BvrR效应，诱导ER扩张及p-ATF2/p-p65/IL-6/TNF-α上调；抑制剂GSK2850163则抑制该通路。联合实验表明BvrR的炎症效应依赖IRE1激活。
- 5.
BvrR诱导海马神经元损伤及认知功能障碍
小鼠海马区表达BvrR后，Nissl染色显示神经元损伤，MWM测试表明学习记忆能力下降。免疫荧光证实海马小胶质细胞中p-IRE1、p-ATF2和p-p65共定位增强，Western blot显示海马组织IL-6和TNF-α蛋白水平升高。
讨论
本研究首次阐明布鲁氏菌BvrR通过IRE1-ATF2/NF-κB信号轴驱动小胶质细胞炎症反应的分子机制。BvrR定位于ER并引发ER应激，激活IRE1后进一步磷酸化ATF2和NF-κB p65，促进IL-6和TNF-α释放，最终导致海马神经元损伤和认知缺陷。该通路揭示了神经布鲁氏菌病中微glia介导神经炎症的关键环节，为靶向IRE1的抗炎治疗提供了理论依据。研究局限性在于未使用BvrR基因敲除菌株进行验证，未来需在BSL-3实验室中进一步探索BvrR与IRE1互作的具体机制。
结论
布鲁氏菌BvrR通过激活IRE1，进而调控ATF2和NF-κB p65信号通路，诱导小胶质细胞炎症反应及神经元损伤。该机制深化了对神经布鲁氏菌病发病机制的理解，并为开发干预策略提供了新靶点。
