ChinaBio创新药大会关注到，在感染免疫与宿主—病原体互作研究领域中，先天免疫信号与细胞命运调控的精细博弈被视为理解疾病机制与开发新型抗感染策略的重要基础。在人类和小鼠中，caspase-4及其同源物caspase-11是抵御革兰氏阴性菌感染的关键先天免疫因子。它们能够在细胞质中直接感知细菌脂多糖（LPS），被激活后切割孔形成蛋白gasdermin D（GSDMD），促使其N端片段在质膜上组装形成通道，最终引发一种以细胞溶解为特征的炎性细胞死亡形式——细胞焦亡（pyroptosis）。这一过程可迅速清除受感染细胞，剥夺病原体的复制生态位，并限制其在组织中的进一步扩散。
除LPS之外，其他细菌组分如毒素或DNA也可被炎症小体复合物识别。炎症小体的组装招募并激活caspase-1，使其切割GSDMD并促使IL-1β与IL-18成熟释放，从而放大局部炎症反应并增强免疫细胞募集。这些信号通路共同构成了肠道上皮防御体系中的“自毁屏障”，既能终止感染细胞的功能，也可向邻近细胞发出危险警报。
在宿主形成多层防线的同时，肠道病原体也演化出高度复杂的免疫逃逸策略。既往研究显示，志贺菌的E3连接酶IpaH7.8能够诱导GSDMD与GSDMB降解，从而直接阻断细胞焦亡；其效应子OspC3则通过抑制caspase-4/11活化，切断LPS感知通路。类似机制亦存在于鼠疫耶尔森菌和致病性大肠杆菌中，例如YopM、NleA通过干扰caspase-1抑制炎症小体激活，而NleF可同时抑制caspase-4、-8和-9，协同封锁焦亡与凋亡通路。这些策略使病原体在宿主体内短暂形成“免疫豁免区”，为其扩散与定植赢得时间。
值得注意的是，在肠道上皮这一高度更新的组织中，受感染细胞除经历凋亡、焦亡或坏死性凋亡外，还可被邻近健康细胞主动“挤出”（epithelial cell extrusion）至肠腔，从而形成额外的物理防线。尽管多种病原体已被证实可抑制细胞死亡程序，但此前尚未发现明确的毒力因子能够靶向并干扰这一依赖细胞骨架重塑的挤出过程。
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近期，Genentech公司Vishva M. Dixit与Giovanni Luchetti团队联合俄勒冈健康与科学大学Isabella Rauch实验室，在《Nature》发表题为 Enteropathogenic bacteria evade ROCK-driven epithelial cell extrusion 的研究，系统揭示了肠致病性大肠杆菌通过单一效应子实现“双通路”免疫逃逸的分子机制。研究表明，HECT样E3泛素连接酶NleL可同时削弱宿主的两道关键防线：其一，NleL靶向携带LPS感知CARD结构域的caspase-4/5/11，诱导其蛋白酶体降解，从而阻断非经典炎症小体介导的细胞焦亡；其二，NleL通过依赖ROCK2的PH结构域靶向ROCK1/2，抑制肌球蛋白轻链磷酸化与细胞骨架重塑，进而阻断受感染上皮细胞的挤出。功能实验显示，ΔnleL突变株可显著增强细胞挤出并降低结肠定植能力，而在Rock1/2缺失的上皮细胞中，这一差异不再存在，明确了ROCK通路在NleL介导免疫逃逸中的核心地位。
为系统评估大肠杆菌效应子对焦亡信号的影响，研究者在人源EA.hy926细胞中筛选了63种效应子对LPS诱导焦亡的抑制能力。结果显示，仅NleL与NleF能够显著提高细胞存活率并降低LDH释放。进一步分析表明，NleL对焦亡的抑制依赖其HECT样E3连接酶活性，催化位点突变会完全消除其功能；同时，NleL并不影响caspase-1/GSDMD通路，提示其作用位点位于非经典炎症小体上游。
定量质谱分析鉴定出NleL的关键底物为caspase-4和ROCK2。NleL可促使caspase-4（Lys87与Lys293位点）及ROCK2发生K48连接型泛素化并被蛋白酶体降解，ROCK1蛋白水平亦同步下降，而其他caspase及已知信号分子未受显著影响。免疫共沉淀实验证实，NleL可直接结合并修饰caspase-4和ROCK1/2，该过程可被蛋白酶体抑制剂阻断。
在结构层面，研究进一步解析了NleL的底物识别逻辑。通过CARD结构域互换实验发现，caspase-4的CARD结构域赋予蛋白对NleL的敏感性，而caspase-1的CARD则表现出耐受性。AlphaFold建模显示，caspase-4的CARD结构偏离典型死亡折叠蛋白的六股α螺旋束构型，可能构成其被NleL特异识别的分子基础。对于不含CARD结构域的ROCK蛋白，截短与片段删除实验表明，NleL主要识别ROCK2的C端PH结构域；该结构域在体外即可被NleL修饰。进一步互作分析显示，NleL的PPR结构域介导其与caspase-4的结合，而NEL结构域则负责与ROCK1的相互作用。
功能研究表明，NleL通过同步降解caspase-4和ROCK1/2，协同抑制细胞焦亡与上皮细胞挤出。在Caco-2细胞和肠上皮类器官模型中，ΔnleL菌株显著增强ROCK底物MLC2的磷酸化并促进细胞挤出。体内实验进一步证实，ΔnleL的Citrobacter rodentium在小鼠结肠中的定植显著下降，脾脏扩散受限；而在Rock1/2缺失的肠上皮细胞特异性模型中，野生型与ΔnleL菌株的定植差异消失，且ROCK缺失并未破坏上皮屏障完整性。
总体而言，该研究系统揭示了肠致病性大肠杆菌HECT样E3连接酶NleL通过“双保险”机制实现免疫逃逸：一方面削弱LPS感知与细胞焦亡反应，另一方面关闭受感染细胞的挤出通道，从而帮助细菌在肠道中建立稳定定植。这一发现为理解宿主—病原体互作提供了新的分子框架，也为未来靶向效应子—宿主互作界面的抗感染干预策略奠定了理论基础，相关进展亦成为ChinaBio创新药大会持续关注的前沿研究方向之一。
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