蜡样芽胞杆菌是一种革兰氏阳性菌，除了主要引起呕吐、腹泻等自限性疾病，还会导致皮肤感染及菌血症。蜡样芽孢杆菌广泛存在于土壤和生长中的植物中，容易传播到食品中，是主要的食源性致病菌之一。蜡样芽胞杆菌摄入引起的症状在很大程度上依赖于其产生的多种毒素对肠道上皮的作用。但是，对于这些毒素的具体作用机制，人们仍然知之甚少。
2023年5月16日，孙爽等人在Science Signaling发表了题为“The Bacillus cereus toxin alveolysin disrupts the intestinal epithelial barrier by inducing microtubule disorganization through CFAP100”的研究论文。该工作表明蜡样芽胞杆菌分泌的穿孔外毒素Alveolysin通过增强CFAP100的表达，导致微管网络的组织紊乱，从而破坏肠道上皮屏障。
在该工作中，研究人员从人粪便样本中筛选并鉴定了一株蜡样芽孢杆菌，发现该菌株削弱小肠上皮细胞的紧密连接和黏附连接，从而破坏小鼠肠道的屏障功能。该菌株分泌的毒素Alveolysin增强肠道上皮细胞中膜锚定蛋白CD59以及CFAP100的表达。研究人员通过体外实验，发现CFAP100可以结合微管并促进微管的聚合。CFAP100表达水平的上升引起肠道上皮细胞中的微管过度稳定，进而导致微管网络的组装紊乱，以及紧密连接和黏附连接的破坏。研究人员进一步发现Alveolysin引起的CFAP100表达上升依赖于CD59以及PI3K-AKT信号通路的激活。
这些结果表明，蜡样芽胞杆菌分泌的毒素Alveolysin除了在细胞膜上形成穿孔通道之外，还可以通过破坏上皮细胞连接使得肠道上皮具有通透性。虽然细胞能迅速修复Alveolysin引起的急性膜损伤，但这种毒素会通过增强微管结合蛋白CFAP100的表达导致细胞连接的持续破坏。这一机制可能介导蜡样芽孢杆菌感染引起肠道症状，并可能使细菌逃离肠道引起全身性感染。这些发现表明靶向Alveolysin或CFAP100在预防蜡样芽孢杆菌相关的肠道疾病和全身性感染方面可能具有潜在的价值。
该工作得到国家重点研发计划项目、国家自然科学基金以及细胞生态海河实验室项目的资助。
