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作者与研究机构及发表信息
本研究由Zeng Yang、Li Tiantian、Chen Xueyang等人完成，主要作者包括Yang Yuying和Liu Jing（通讯作者），他们均来自长江大学动物科学与技术学院。该研究于2024年发表在《BMC Veterinary Research》期刊上。
学术背景
肺炎克雷伯菌（Klebsiella pneumoniae, KP）是一种重要的人畜共患病原体，能够引发急性肺损伤（Acute Lung Injury, ALI）和胃肠道感染。由于其对多种抗生素的耐药性不断增强，KP已成为全球畜牧业的重要威胁。然而，目前尚无有效的疫苗能够预防KP感染。研究表明，通过黏膜免疫增强宿主免疫力是应对KP感染的有效策略之一。乳酸菌（Lactobacillus plantarum, L. plantarum）作为一种益生菌，具有调节肠道微生物平衡和增强免疫反应的能力，因此被广泛研究用于开发活载体疫苗。本研究旨在利用表达抗CD11c单链抗体（scFv-CD11c, ACD11C）的L. plantarum构建针对KP的口服疫苗，并探讨其免疫保护机制。
研究流程
本研究主要包括以下几个步骤：
1. 构建重组L. plantarum菌株：研究人员通过同源重组技术构建了两株表达ACD11C蛋白的L. plantarum菌株——NC8-pSIP409-ACD11C’（诱导型表达）和NC8-pLC23-ACD11C（组成型表达）。其中，pSIP409是基于SppK/SppR诱导表达系统的穿梭载体，而pLC23则是通过将pSIP409中的诱导表达系统替换为P23启动子改造而成的组成型表达载体。重组质粒经测序验证后，通过电转化法导入L. plantarum NC8中。
检测ACD11C蛋白表达：利用Western blotting技术检测重组菌株中ACD11C蛋白的表达情况。结果显示，两种菌株均成功表达了分子量为39 kDa的ACD11C蛋白，且诱导型表达菌株（NC8-pSIP409-ACD11C’）的表达水平高于组成型表达菌株（NC8-pLC23-ACD11C）。
评估菌株对骨髓来源树突状细胞（Bone Marrow-Derived Dendritic Cells, BMDCs）的粘附和侵袭能力：将重组菌株与BMDCs共培养，通过竞争实验和流式细胞术（Flow Cytometry, FCM）分析菌株对BMDCs的粘附和侵袭效率，以及对BMDCs激活的影响。结果表明，表达ACD11C的菌株显著提高了BMDCs的粘附和侵袭能力，并促进了BMDCs的成熟和激活。
小鼠免疫实验：将75只BALB/c小鼠随机分为五组（PBS对照组、KP感染组、NC8-pSIP409组、NC8-pSIP409-ACD11C’组、NC8-pLC23-ACD11C组），每组15只。分别于第1-3天和第15-17天进行两次连续口服免疫，每次剂量为10^9 CFU/100 µL/只。免疫后一周，采集小鼠血液、脾脏、肠灌洗液等样本，检测细胞免疫、体液免疫和黏膜免疫指标。
KP感染挑战实验：免疫后第25天，除PBS组外，其余各组小鼠均腹腔注射1×10^7 CFU的KP菌株。感染后24小时，采集小鼠肺、脾、肝组织，检测细菌负荷量；感染后第7天，测定肺湿/干比（W/D Ratio）并进行组织病理学分析。此外，还通过FCM检测外周血和肺组织中Th17细胞和Treg细胞的变化，并利用qRT-PCR分析炎症因子（如IL-1β、TNF-α、TGF-β）的表达水平。
主要结果
1. ACD11C蛋白表达与BMDCs激活：Western blotting结果显示，两种重组菌株均成功表达了ACD11C蛋白，且诱导型表达菌株的表达水平更高。进一步实验表明，表达ACD11C的菌株显著增强了BMDCs的粘附和侵袭能力，并促进了BMDCs的成熟和激活。
免疫保护效果：口服免疫后，表达ACD11C的菌株显著提高了小鼠的细胞免疫、体液免疫和黏膜免疫水平。具体表现为：脾脏中CD4+ IL-4+ T细胞的比例显著增加，血清中IgG水平升高，肠灌洗液中分泌型IgA（Secretory IgA, sIgA）水平显著提高。
KP感染后的保护作用：KP感染后，表达ACD11C的菌株显著降低了小鼠肺、脾、肝组织中的细菌负荷量，尤其是肺组织中的细菌数量减少最为明显。此外，这些菌株还显著降低了肺湿/干比，减轻了肺水肿和组织病理学损伤。
Th17/Treg平衡调控：KP感染后，表达ACD11C的菌株显著降低了外周血中Th17细胞的比例，同时提高了肺组织中Treg细胞的比例。进一步分析发现，这些菌株通过激活STAT5/FOXP3信号通路增强了Treg细胞的功能，从而抑制了炎症反应。
结论与意义
本研究表明，表达ACD11C的L. plantarum菌株能够显著增强小鼠的细胞免疫、体液免疫和黏膜免疫水平，并有效减轻KP感染引起的炎症损伤。其机制可能与激活STAT5/FOXP3信号通路、调节Th17/Treg平衡有关。这一研究为开发针对KP的新型口服疫苗提供了理论基础和技术支持，同时也为其他病原体的黏膜疫苗开发提供了重要参考。
研究亮点
1. 创新性方法：首次利用表达ACD11C的L. plantarum菌株构建针对KP的口服疫苗，并系统评估了其免疫保护效果。
2. 多层面免疫保护：研究不仅关注了细胞免疫和体液免疫，还深入探讨了黏膜免疫的作用及其机制。
3. 信号通路解析：揭示了STAT5/FOXP3信号通路在Treg细胞功能调控中的关键作用，为理解免疫调节机制提供了新视角。
其他有价值内容
本研究还强调了肠道微生物群与肺部免疫之间的“肠-肺轴”（Gut-Lung Axis）关系，指出益生菌在调节肠道微生物群和增强全身免疫中的重要作用。此外，研究中使用的多种实验技术和分析方法（如Western blotting、FCM、qRT-PCR等）也为相关领域的研究提供了技术参考。