猪链球菌(Streptococcus suis, S.suis)是一种重要的革兰氏阳性致病菌,可致人兽共患病。到目前为止,有35个血清型被临床检出,其中2型猪链球菌(Streptococcus suis serotype 2, S.suis 2)临床检出率最高且毒力最强。近年来, S.suis2感染在世界许多国家盛行,尤其是1998年和2005年中国的2次大规模感染人事件的爆发,导致国内外罕见的链球菌中毒样休克综合症(streptococcal toxic shock-like syndrome, STSLS),不仅造成巨大的经济损失而且造成严重的公共卫生事件。因此,开展对S.suis 2感染机理的研究,对于预防和控制S.suis 2的致病性具有重要的意义。但是,目前关于S.suis 2感染、入侵宿主的机理尚不清楚。因此,进一步研究2型猪链球菌毒力因子与宿主相互作用的机理,对于了解和明确S.suis 2致病性具有重大意义。组氨酸三聚体家族蛋白(Histidine traid proteins, Htp)是一类新发现的链球菌表面蛋白家族,因其含有高度保守的、多次重复的组氨酸三聚体基序(His-x-x-His-x-His)而得名。目前所有发现的Htp蛋白都是由链球菌的致病性基因编码。基于系统发育关系及结构组成,Htp蛋白可分为两个亚家族：HTP Ⅰ和HTP Ⅱ.其中,2型猪链球菌S.suis 2的HtpsC及其同源物即化脓链球菌S.pyogenes的S1r和无乳链球菌S.agalactiae的B1r,均属于HTP Ⅱ家族。它们的氨基酸序列具有典型的特征,即在其N端具有高度保守的、多次重复的组氨酸三聚体基序(His-x-x-His-x-His);在其C端具有高度保守、多次重复的亮氨酸重复序列LRRs结构域。研究表明,Sir和Blr均属于李斯特产单核细胞内化素A相关的链球菌LRR蛋白家族,其中Sir已经被证实能够与宿主细胞外基质ECM中的I型胶原相互作用,提示HTP Ⅱ家族蛋白能够与宿主细胞外基质作用进而发挥其致病性。在课题组前期的研究中,已经证实htpsC基因是S.suis 2中重要的毒力因子,涉及S.suis 2的致病性、粘附。通常,细菌粘附、入侵宿主是通过细菌表面粘附素(microbial surface components recognizing adhesive matrix molecules, MSCRAMMs)与宿主细胞外基质ECM之间的相互作用来完成的,病原菌与宿主ECM组分相互作用是细菌粘附、入侵宿主所普遍采取的机制。但是,迄今为止,还没有关于S.suis 2中HtpsC与宿主细胞外基质ECM作用机制的研究和报道。本研究通过对S.suis 2中国强毒株05ZYH33的htpsC基因序列分析,发现它含有2个高度保守的结构域,即N端HTP结构域和C端LRR结构域。通过基因克隆、原核表达及纯化获得了重组HtpsC蛋白。通过与宿主细胞外基质ECM组分的相互作用,证实HtpsC是S.suis 2表面的一个粘附素,且是一个纤连蛋白和层粘连蛋白结合蛋白,其功能是在S.suis 2感染宿主的过程中通过与宿主ECM纤连蛋白和层粘连蛋白的相互作用,从而介导细菌粘附宿主。本研究进一步地通过原核表达、纯化获得了rHTP和rLRR结构域蛋白,并证实S.suis 2中HtpsC的N端HTP结构域是一个层粘连蛋白结合结构域,而其C端LRR结构域是一个纤连蛋白结合结构域,分别介导HtpsC在S.suis 2感染宿主时与宿主细胞外基质层粘连蛋白和纤连蛋白的结合。菌体与宿主ECM的实验表明,相比于野毒株,△htpsC对纤连蛋白的结合下降了40%,对层粘连蛋白的结合下降了30%。综上所述,本研究鉴定了在S.suis 2感染宿主时,组氨酸三聚体家族蛋白HtpsC是S.suis 2表面的一个全新粘附素且是一个纤连蛋白和层粘连蛋白结合蛋白,在细菌感染、入侵宿主时通过与宿主细胞外基质ECM相互作用,主要粘附宿主细胞外基质纤连蛋白和层粘连蛋白,从而介导细菌粘附宿主。进一步地研究证明,其C端LRR结构域是一个纤连蛋白结合结构域,而其N端HTP结构域是一个层粘连蛋白结合结构域。研究结果表明,在S.suis 2感染宿主的过程中,其C端LRR结构域和N端HTP结构域分别介导HtpsC与宿主细胞外基质纤连蛋白和层粘连蛋白的结合,从而发挥其功能。