Nature Microbiology |?南京農業大學王源超團隊發現病原菌致病新機制——直接靶向植物胞外囊泡

自20世紀40年代胞外囊泡（Extracellular vesicles, EVs）在哺乳動物細胞中被首次發現以來，EV作為細胞間通訊的重要媒介，在免疫調控、發育和腫瘤發生等過程中發揮關鍵作用，一直是生命科學的研究熱點。在植物領域，近年研究揭示植物可以通過EV向病原菌跨界運輸小RNA和蛋白，沉默其毒性基因，從而實現抗病防御。然而，一個根本性問題始終懸而未決，承擔防御功能的宿主EV本身，是否會成為病原菌攻擊的靶點？

近日，南京農業大學王源超教授團隊在 Nature Microbiology 發表了題為Phytophthora targets plant EVs to promote infection的研究論文，發現病原菌能夠直接靶向并破壞宿主胞外囊泡，從而突破植物免疫防線。這一發現是自EV被發現以來，首次報道微生物病原體可以直接攻擊宿主EV，對病原菌致病機制有了全新認知。

病原菌精準識別并破壞植物防御性EV亞群

研究團隊發現，疫霉菌分泌一種質外體脂酶效應蛋白，命名為PED1（Plant Extracellular vesicles Destroyer 1）。PED1能夠特異性識別由四次跨膜蛋白TET8和TET9標記的植物EV亞群，而對其他EV亞型或植物細胞膜無明顯影響。通過蛋白-蛋白互作，PED1與植物EV膜蛋白DGL1結合，實現對防御性EV的精準定位。這一發現證明，病原菌能夠區分宿主不同類型的EV，并精確靶向具有防御功能的特定亞群。

圖1疫霉菌胞外脂酶PED1特異性破壞植物TET蛋白所在的胞外囊泡。a,電鏡觀察PED1處理后的植物EV；b,PED1處理后植物EV被破壞的比例；c,WB檢測PED1對植物不同亞群EV的破壞；d-f,不同熒光標記，檢測PED1對植物EV破壞的特異性，(d)共聚焦觀察，（e）熒光統計，(f)WB檢測。

靶向EV富集脂質：病原菌瓦解囊泡結構的新型策略

進一步研究發現，植物防御性EV中高度富集菜油甾醇酯（campesteryl esters）。PED1利用其脂酶活性，特異性水解這些EV富集的脂質，從而破壞囊泡結構的完整性，導致EV失去防御功能。這是首次報道病原菌通過靶向宿主EV的脂質組分來瓦解囊泡結構，揭示了一種全新的病原-宿主互作模式。

圖2 PED1特異性水解菜油甾醇酯破壞胞外囊泡。a,不同甾醇酯的化學結構差異；b-c，PED1特異性水解菜油甾醇酯，(b)顯色法檢測，（c）GC-MS檢測；d,菜油甾醇酯在TET8-EV上富集；e-f,PED1特異性破壞含有菜油甾醇酯的人工囊泡，(e)熒光統計，（f）共聚焦觀察。

致病機制的新認知：從“被動逃逸”到“主動摧毀”

傳統觀點認為，病原菌主要通過抑制宿主的免疫信號通路來逃逸防御。本研究表明，病原菌進化出了更為主動的策略：直接攻擊宿主用于防御的EV結構本身。PED1缺失或催化活性突變后，病原菌失去破壞EV的能力，其毒力顯著下降；而在TET8/TET9缺失的植物中，這種毒力缺陷被明顯恢復，進一步證實了EV是病原菌攻擊的關鍵靶點。

圖3 PED1功能模式圖

由于EV已被廣泛開發為治療載體，該發現也為人類疾病干預和治療策略提供了新的思路：通過保護EV結構完整性或阻斷病原對EV的攻擊，可能成為新的治療方向。在農業領域，該研究為作物抗病改良提供了全新靶點：通過調控EV的脂質組成或關鍵膜蛋白，有望增強EV的穩定性與抗病功能。

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https://www.nature.com/articles/s41564-026-02325-3