支原体污染引发细胞应激状态的一则报道

支原体是一种大小在细菌和病毒之间、可自我复制的原核细胞。它具有如下特点：

支原体无细胞壁，有简单的质膜。

具有高度多形性，多呈不规则球状、长丝状，可分枝。可穿过0.45μm孔径的滤膜。

支原体寄生于人、动物、植物、昆虫细胞，为寄生生活。

支原体容易附着于细胞表面，与宿主细胞胞膜融合并交换成分。

支原体无论是对于科研或临床用的培养细胞，还是对于工业上的生产细胞，都会产生严重的危害，例如导致细胞基因表达谱改变，但更多具体的改变并不清楚。

2020年《Scientific Report》期刊上发表一篇国外的研究，报道支原体感染乳腺上皮细胞会引发炎性基因上调，导致细胞进入应激状态。

标示着细胞进入应激状态的标志是Lcn2基因表达升高。Lcn2基因常表达在参与先天免疫反应的细胞中，这其中即包括上皮细胞。Lcn2基因的产物，在人即是NGAL蛋白，它是有名的肾损伤血清标志物。NGAL可由各种组织的上皮细胞产生，这些组织包括肾、乳腺、子宫、肝脏、胃、小肠、结肠、肺脏等。以往在一些组织上观察到，在病原菌入侵或出现应激时，它的表达就会升高。

在《Scientific Report》上发表的这项研究中，作者采用了乳腺上皮细胞系HC11作为培养细胞，发现不仅支原体污染能引发细胞内的Lcn2基因表达升高，而且仅仅是向培养液中加入支原体膜上的一种成分——MALP-2脂肽，也能使细胞出现Lcn2的表达升高。

作者发现，在Lcn2升高之前，被支原体感染的细胞还出现了TNFα、IL-6和IκBζ表达增加。已知TNFα、IL-6是促炎性因子，而IκBζ是炎性信号通路上的关键分子。

作者还揭示了Lcn2基因活化的机制，是需要转录因子NFκB和C/EBP的参与。

该研究的部分数据如下：

图1. 支原体PCR检测显示，被支原体污染的乳腺上皮细胞系HC11存在支原体阳性条带（280bp），证明有支原体污染。加入支原体祛除剂后，支原体条带消失，证明支原体污染已祛除。

Infected：被支原体感染的细胞；

Cured：加入了支原体祛除剂治疗的细胞；

reinfected：被支原体再次感染的细胞。

图片来自该论文。

图2. 与支原体治愈组和支原体未感染组比较，支原体污染组细胞Lcn2、IL-6和TNFα表达显著升高。

Infected：被支原体感染的细胞；

Cured：加入了支原体祛除剂治疗的细胞；

reinfected：被支原体再次感染的细胞；

Uninfected：未被支原体感染的细胞。

图片来自该论文。

该研究很好地诠释了支原体污染细胞后，会使细胞进入应激状态，使炎性基因上调，从而影响整个细胞基因表达谱的改变。尽管是该研究是以乳腺上皮细胞为模型，但对其他上皮细胞乃至其他类型细胞，都具有借鉴意义。因此应在平时的实验和生产中，注意支原体的预防和监测，防止对实验和生产造成不良影响。

参考文献：

Zhao, W., Bendickson, L. & Nilsen-Hamilton, M. The Lipocalin2 Gene is Regulated in Mammary Epithelial Cells by NFκB and C/EBP In Response to Mycoplasma. Sci Rep 10, 7641 (2020).