高毒力肺炎克雷伯菌（hypervirulent Klebsiella pneumoniae, hvKp）是社区获得性感染的主要致病菌，其毒力增强机制一直是感染病学研究的热点。hvKp中毒力质粒编码的粘液样表型调节因子RmpA（Regulator of mucoid phenotype A）通过激活荚膜基因簇（capsule synthesis cluster, cps cluster）的表达，显著提升细菌的荚膜多糖合成能力，进而促进高粘性表型的形成，导致毒力增强。从结构上看，RmpA的C端具有LuxR型的DNA结合结构域，而N端则含有信号响应调节结构域，该家族的蛋白质通常参与调节生物体内多个生物过程，如SdiA可以感知大肠埃希菌中的群体感应信号来全局调节细胞分裂、运动和生物膜过程。尽管RmpA在荚膜合成中的调控作用已被证实，但其全局调控网络及分子机制尚未完全阐明。因此，解析RmpA的调控网络机制成为降低临床治疗难度和遏制耐药菌传播的关键科学问题。

近日，中国科学院微生物研究所冯婕研究团队在hLife发表了题为“RmpA drives metabolic reprogramming to modulate the phenotypic switch between hypermucoviscosity and biofilm formation in hypervirulent Klebsiella pneumoniae”的文章（图1），通过在高毒力肺炎克雷伯菌中构建针对rmpA基因的dcas9敲低菌株，结合RNA-seq和ChIP-seq技术，揭示了RmpA作为“代谢中枢调控器”的双重功能。

图1 论文标题及作者信息

RmpA不仅通过多靶点协同作用（包括cps基因簇的galF、wzi及manC位点）实现对荚膜多糖合成的精准控制，还能够显著上调甘露糖代谢关键酶manA和糖基转移酶galU的表达水平。此外，还发现RmpA通过重构代谢网络，同步激活糖酵解（gpmB）和TCA循环（fumA/mqo/acnA），为荚膜合成提供能量和原料，促进荚膜前体的供应。同时，RmpA结合mrkABCDF操纵子启动子区，显著抑制III型菌毛的表达。rmpA表达敲低菌株的生物膜形成能力显著增强。这些结果揭示了RmpA通过负向调控mrkABCDF操纵子，介导hvKp的高黏液表型与生物膜形成之间的动态平衡机制。研究还发现RmpA在大肠埃希菌中也存在同源蛋白，外源性表达RmpA可以影响大肠埃希菌的多个生物学过程，提示RmpA具有跨物种的调控潜力。

图2 参与调控高毒力肺炎克雷伯菌的荚膜和生物膜形成

综上所述，本研究结果表明RmpA作为hvKp表型转变的潜在全局调控因子，促进hvKp适应临床环境的复杂性。同时，强调了RmpA在细菌生理学中的重要性及其作为治疗干预靶点的潜力。

作者简介

第一作者

姚仕钢 博士研究生

机构：中国科学院微生物研究所

研究方向：病原菌耐药和毒力机制研究

黄江庆 博士研究生

机构：中国科学院微生物研究所

研究方向：病原菌耐药和毒力机制研究

通讯作者

冯婕 研究员

机构：中国科学院微生物研究所

研究方向：病原细菌多重耐药机制及噬菌体防治策略研究

引用格式：Yao S, Huang J, Geng J, et al. RmpA drives metabolic reprogramming to modulate the phenotypic switch between hypermucoviscosity and biofilm formation in hypervirulent Klebsiella pneumoniae. hLife 2025; 

期刊简介

hLife 由高福院士、董晨院士和Jules A. Hoffmann教授（2011诺奖获得者）领衔，是中国科学院微生物研究所主办，中国生物工程学会，浙江大学陈廷骅大健康学院，西湖大学医学院，上海市免疫治疗创新研究院和广州霍夫曼免疫研究所联合支持，与国际出版商爱思唯尔合作的健康科学领域综合性英文期刊。

hLife 聚焦健康科学领域的前沿进展，旨在促进基础研究与临床应用的融合发展。期刊发表与医学相关各研究领域最新成果，学科领域包括（但不限于）病原生物学、流行病学、生理学、免疫学、结构生物学、疾病监测、肿瘤、药物、疫苗和健康政策等。

hLife是一本金色开放获取期刊，月刊出版；2022年成功入选“中国科技期刊卓越行动计划高起点新刊”；2023年11月正式创刊；2024年5月被DOAJ收录；2024年8月被Scopus收录；2024年10月入选“首都科技期刊卓越行动计划——重点英文科技期刊支持项目”；2025年6月入选北京市科委“2025年度支持高水平国际科技期刊建设-强刊提升”项目；2025年8月入选中国科学引文数据库（CSCD）核心库。

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