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近日，我院检验科李敏教授课题组在《Nature Communications》(IF=14.7)上在线发表了题为《Post-translational toxin modification by lactate controls Staphylococcus aureus virulence》的最新研究成果。
研究发现金黄色葡萄球菌可通过增强重要成孔毒素— α-毒素的乳酸化修饰来促进其致病，并初步明确了金葡菌中调控乳酸化修饰的乳酰转移酶。
金黄色葡萄球菌（金葡菌，Staphylococcus aureus）是临床最重要的病原菌之一，其导致感染主要依赖于促进定植和侵袭的毒力因子，如粘附因子、酶类和毒素等。以α-毒素为代表的外分泌毒素通过对靶细胞的杀伤，在金葡菌抵抗宿主免疫、侵袭性感染和体内播散中发挥重要作用。在感染过程中，宿主与病原体的代谢程序都会发生重大改变，以促进不同效应分子的生成。免疫细胞的代谢途径决定了其炎症状态和清除病原体的效率，金葡菌也会通过调整代谢来促进其感染。感染过程中，宿主细胞和金葡菌的乳酸生成都会显著增加，然而，目前的研究主要聚焦于乳酸对宿主免疫的调节作用，作为金葡菌感染过程中最主要的代谢产物，乳酸是否也会影响金葡菌毒力因子的表达或活化呢？
课题组发现，金葡菌感染可有效刺激宿主细胞释放乳酸，而外源性乳酸盐的添加可显著增强金葡菌溶血这一致病表型，并进一步证实α-毒素主要通过乳酸化修饰来增强其功能，且明确了影响α-毒素功能的关键乳酸化修饰位点。为了进一步明确α-毒素的乳酸化修饰在金葡菌致病中的作用，课题组通过基因敲除、体外酶活实验等方式筛选了金葡菌中能够发挥乳酰转移功能的酰基转移酶，首先通过体外实验证实SAPIG1173及SAPIG2573基因编码的酰基转移酶能够调控α-毒素的乳酸化修饰并影响其功能；继而通过体内实验证实α-毒素关键位点的乳酸化修饰对金葡菌维持高毒力至关重要。乳酰转移酶基因敲除的金葡菌在小鼠皮肤脓肿及肺炎模型中表现出了显著的致病缺陷，而乳酰转移酶在金葡菌毒力维持中的作用主要依赖α-毒素这一重要致病因子。
该论文的第一作者是仁济医院检验科主管技师王亚楠，仁济医院肝脏外科研究员刘艳丰和仁济医院检验科向国秀博士为共同第一作者，通讯作者为美国NIH Michael Otto教授和仁济医院检验科李敏教授。
论文链接：
https://doi.org/10.1038/s41467-024-53979-8
上海交通大学医学院附属仁济医院
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