神经布鲁氏菌病是人类布鲁氏菌病的严重并发症，由布鲁氏菌侵入中枢神经系统（CNS）引起[1, 2]。该病约占全球布鲁氏菌病例的5-10%，发病率因地区而异[3]。这种疾病对中国社会和公共卫生有重大影响，常导致长期神经系统损伤[2, 4]。临床上，神经布鲁氏菌病表现为多种神经系统症状，包括脑膜炎、脑炎和神经精神障碍，可能导致不可逆的认知和意识障碍，这是该病最严重和致残的后果[1, 5, 6]。这些认知缺陷与布鲁氏菌侵入CNS后小胶质细胞的激活和神经炎症密切相关[7, 8]，尽管其确切的分子机制尚不清楚。本研究旨在阐明布鲁氏菌诱导的神经炎症的分子通路及其对认知功能障碍的贡献。
布鲁氏菌属细菌是兼性细胞内病原体，能够侵入巨噬细胞并在其中复制并逃避免疫反应，从而导致慢性感染[9, 10]。小胶质细胞作为CNS中的巨噬细胞样细胞，通过炎症和免疫激活响应感染和损伤[11]。布鲁氏菌的毒力因子在宿主细胞的细胞毒性和炎症诱导中起关键作用[12]。布鲁氏菌侵入CNS后，靶向小胶质细胞并在内质网（ER）中形成称为布鲁氏菌包含体（BCV）的复制生态位[13]。这一过程引发内质网应激并触发未折叠蛋白反应（UPR），加重神经炎症，导致神经细胞损伤和认知问题[15, 16]。感染的神经炎症反应与布鲁氏菌的毒力因子有关，尤其是BvrR（布鲁氏菌毒力调节因子R），它对细菌复制至关重要。BvrR是布鲁氏菌在宿主细胞内复制和存活所需的双组分系统BvrRS的关键组成部分[17]。BvrR促进布鲁氏菌在宿主细胞内质网衍生的区室中的复制[18, 19]，并通过影响炎症通路调节宿主免疫反应[20]。BvrR对于布鲁氏菌在内质网中的复制至关重要。布鲁氏菌利用内质网应激和动态来增强复制[22]，突显了BvrR与内质网相互作用的重要性。这种调节功能对于布鲁氏菌在神经布鲁氏菌病中的持续存在和慢性发展至关重要。具体而言，BvrR对小胶质细胞内质网的影响可能为理解神经布鲁氏菌病中的神经炎症和组织损伤的分子机制提供重要见解。
肌醇依赖性酶1（IRE1）是内质网未折叠蛋白反应（UPR）中的关键蛋白，由内质网腔内错误折叠蛋白的积累激活。这种积累导致IRE1胞质域的磷酸化，从而激活下游信号通路[23, 24]。因此，IRE1在维持细胞功能和防止内质网依赖性细胞活动受到干扰方面起着关键作用[25]。IRE1激活的一个关键下游效应是调节ATF2（激活转录因子2）[26]和NF-κB（活化B细胞的核因子κ轻链增强子）信号通路[27]。磷酸化的ATF2（p-ATF2）调节IL-6的表达[28]，而NF-κB p65（p-p65）的磷酸化对TNF-α的转录至关重要[29]。因此，IRE1的激活诱导了p-ATF2和p-p65的磷酸化，增强了炎症细胞因子（如IL-6和TNF-α）的表达。IRE1与炎症通路之间的这种相互作用突显了IRE1在炎症疾病发病机制中的复杂作用。
尽管有这些认识，但目前尚无研究探讨布鲁氏菌的BvrR是否能够激活IRE1以触发ATF2/IL-6和NF-κB p65/TNF-α信号通路。为此，我们的研究重点关注这一问题。布鲁氏菌 abortus 是人类布鲁氏菌病的主要病原体，能够引起慢性、持续性的感染[30]。因此，选择布鲁氏菌 abortus 的BvrR作为毒力因子，将其转染到人类小胶质细胞克隆3（HMC3）中——这是一种由人类胎儿小胶质细胞衍生的永生化细胞系[31]。这些细胞擅长激活与神经炎症相关的关键信号通路，使其成为研究神经退行性疾病、脑损伤和感染中小胶质细胞作用的理想模型[32]。
在这项研究中，将pcDNA3.1-BvrR-His转染到HMC3细胞中，以研究布鲁氏菌 abortus 的BvrR对内质网及其对ATF2和NF-κB p65蛋白激活的影响。此外，还研究了IRE1激活剂IXA4和抑制剂GSK2850163对这些信号通路的影响，证实BvrR激活了IRE1，进而刺激了ATF2/IL-6和NF-κB p65/TNF-α通路。为了进一步探讨体内效应，使用立体定向注射技术将HBAAV2/9-IBA1-BvrR-6*HIS-ZsGreen注射到小鼠的右侧海马区，证明布鲁氏菌 abortus 的BvrR通过p-IRE1激活海马小胶质细胞的炎症通路，导致神经细胞损伤。这项研究加深了我们对神经布鲁氏菌病发病机制的理解，并为针对该疾病引起的炎症的潜在临床治疗提供了实验依据。
