钙卫蛋白（CP）介导金黄色葡萄球菌与铜绿假单胞菌共培养中的生存机制：不依赖营养金属螯合的新发现

这篇研究揭示了宿主防御蛋白钙卫蛋白（CP, Calprotectin）在铜绿假单胞菌（P. aeruginosa）与金黄色葡萄球菌（S. aureus）共培养中的双重作用：一方面通过诱导铁饥饿（Fe-starvation）反应抑制病原体代谢，另一方面通过非金属依赖机制（如细胞膜扰动）促进S. aureus生存。研究颠覆了传统认知，提出CP的免疫调控功能超越其经典金属螯合（His3Asp/His6位点）作用，为理解多病原体感染（如囊性纤维化CF）的宿主干预策略提供了新视角。

　　

钙卫蛋白介导的共培养生存机制

ABSTRACT
铜绿假单胞菌（P. aeruginosa）和金黄色葡萄球菌（S. aureus）是临床常见的共感染病原体，而宿主蛋白钙卫蛋白（CP）通过螯合Mn(II)、Fe(II)、Zn(II)等金属离子发挥营养免疫作用。研究发现，CP在共培养中虽诱导双方铁饥饿反应（如上调铁摄取基因、增加铁载体PVD/PCH），却意外促进S. aureus生存。这一保护效应独立于CP的金属螯合功能，暗示其存在非经典免疫调控机制。

INTRODUCTION
两种病原体在糖尿病足溃疡、囊性纤维化（CF）等感染中常共存。P. aeruginosa通过分泌吩嗪（PYO/PCA）、氰化氢等代谢物抑制S. aureus呼吸作用，而铁限制会增强其毒力。早期研究认为CP通过螯合Zn(II)减弱P. aeruginosa杀伤力，但新发现其Fe(II)螯合能力引发对机制的重审。

RESULTS

CP诱导共培养中的铁饥饿响应
CP处理上调P. aeruginosa的pvdS（铁载体合成）、feoB（Fe²⁺转运）和S. aureus的sirA（葡萄球菌铁载体转运）等基因，且显著增加共培养上清中的PVD（慢性铁饥饿标志）而减少吩嗪（PYO/PCA）。ΔHis₃Asp（保留His₆位点）变异体仍能诱导PVD，证实Fe(II)螯合的关键作用。

金属螯合非必需的生存保护
尽管Fe限制加速P. aeruginosa杀伤S. aureus，CP处理却逆转为保护效应。ΔΔ变异体（双金属位点缺失）和Zn(II)-CP复合物均保留保护活性，证实该功能不依赖金属剥夺。此外，ΔΔ上调P. aeruginosa的arnT（脂质A修饰）和cidA（eDNA释放），并激活S. aureus的cap8F（荚膜合成）和comK（competence），提示CP通过膜扰动影响病原体互作。

结构功能解析
S100A9 C端尾（含His₁₀₃-His₁₀₅）和半胱氨酸残基非必需，但S100A8同源二聚体保护效果弱于CP异源二聚体，且小鼠CP（mCP-Ser）与人CP功能保守，暗示结构特异性。

DISCUSSION
研究颠覆了CP仅通过营养免疫（如Zn(II)/Fe(II)螯合）调控病原体的范式，揭示其通过膜重塑、代谢重编程等金属非依赖机制影响多物种互作。未来需探究CP如何平衡Fe饥饿的促毒力与蛋白支架的保护效应，以及其在复杂感染微环境（如生物膜）中的作用。

MATERIALS AND METHODS
实验采用化学限定培养基（CDM）控制金属浓度，通过HPLC监测代谢物（PVD/PCH/PYO），qPCR分析基因表达，并利用位点特异性CP变异体（ΔHis₃Asp/ΔHis₄/ΔΔ）解析功能域。