科学家揭示病原体感染新机制：挟持血清素信号分子助力系统性感染

华东理工大学生物反应器工程全国重点实验室邵帅副教授、王启要教授团队的研究成果发表于《细胞报告》（Cell Reports）。该研究首次揭示病原体通过挟持血清素等生理信号分子实现系统性感染的机制，为肠道感染性疾病防治及神经-免疫-肠道相关疾病药物开发奠定理论基础。

一、核心背景：血清素在宿主-病原互作中的关键角色

血清素作为色氨酸代谢产生的神经递质，不仅是肠-脑轴调控的重要分子，还深度参与感染过程中宿主与病原体的相互作用。研究团队发现，在病原菌感染时，宿主肠道内的血清素水平会呈现“先升后降”的动态变化，而这一变化正是病原体突破宿主防御、实现定植的关键突破口。

二、感染机制解析：杀鱼爱德华氏菌的“三步走”策略

以杀鱼爱德华氏菌（一种常见肠道致病菌）为例，团队清晰梳理出其利用血清素信号实现感染的完整路径：

1. 感知信号并转运效应蛋白：当病原菌感知到宿主肠道血清素的动态变化后，会通过自身的VI型分泌系统（T6SS），将抗毒素蛋白HigA转运至宿主肠道内主要合成血清素的细胞——肠嗜铬细胞的细胞核中；

2. 调控代谢途径降低血清素：进入细胞核的HigA蛋白（跨界T6SS效应蛋白）会直接结合色氨酸代谢分支途径中“犬尿氨酸合成”的限速酶IDO1的启动子区域，上调IDO1的表达。这一过程会促使色氨酸优先流向犬尿氨酸途径，而非合成血清素的途径，最终导致宿主肠道血清素水平显著降低；

3. 加剧组织损伤实现定植：血清素含量下降会直接加剧宿主肠道组织损伤，破坏肠道黏膜屏障，为杀鱼爱德华氏菌在肠道内的定植与扩散创造有利条件，进而引发系统性感染。

三、机制的普遍性：跨病原菌的保守感染策略

研究团队进一步验证发现，HigA的同源蛋白在沙门氏菌感染小鼠模型中，同样能调控小鼠肠道的血清素水平，并影响肠道组织损伤程度。这表明“T6SS-HigA-血清素轴”并非杀鱼爱德华氏菌独有，而是肠道病原菌与宿主相互作用过程中广泛存在的保守机制，为理解多种肠道感染疾病的发病原理提供了统一视角。

四、研究意义：为疾病防治提供新靶点

该研究的突破在于首次明确“病原体挟持宿主生理信号分子”的具体分子路径，打破了以往对感染机制的传统认知。未来可针对“T6SS转运HigA”“IDO1调控血清素代谢”等关键环节开发抑制剂，既能阻断病原菌的感染通路，又能保护宿主血清素代谢平衡，为肠道感染性疾病、神经-免疫-肠道轴相关疾病（如肠易激综合征等）的治疗提供全新药物靶点。

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.celrep.2025.116212