金黄色葡萄球菌α-溶血素诱导人Th1细胞DNA甲基化重塑：病原体表观遗传调控的新机制

这篇研究揭示了金黄色葡萄球菌α-溶血素（Hla）通过上调HELLS和DNMT3A、下调DNMT3L蛋白表达，显著改变Th1细胞非CpG序列（CHG/CHH）的DNA甲基化模式。全基因组甲基化测序（WGBS）显示，这种表观遗传重编程影响免疫相关基因表达，为细菌毒素通过表观遗传（epigenetics）机制调控宿主免疫应答提供了直接证据。

　　

Abstract
α-溶血素作为金黄色葡萄球菌最危险的毒力因子之一，能显著改变Th1淋巴细胞的表观遗传景观。研究发现，该毒素在蛋白水平上调HELLS和DNMT3A表达，同时抑制DNMT3L。全基因组亚硫酸氢盐测序揭示DNA甲基化在非CpG序列区域的显著改变，表明细菌蛋白可作为人类细胞表观遗传调控的关键介质。

Introduction
金黄色葡萄球菌α-溶血素通过形成七聚体跨膜孔破坏细胞膜稳态，在亚溶细胞浓度下可调控免疫细胞表观遗传程序。前期研究证实该毒素能改变Th17细胞的甲基化模式，本研究进一步聚焦于Th1细胞——这一在抗葡萄球菌免疫中起核心作用的T细胞亚群。

Materials and methods
实验采用健康供体来源的CD4⁺
细胞，经5天Th1定向分化（含75 ng/mL α-溶血素）。通过RNA-seq、WGBS（平均测序深度85.69-90.21%，亚硫酸氢盐转化率>99.6%）和染色质免疫沉淀（ChIP）等技术，结合DSS软件进行差异甲基化区域（DMR）分析。

Results and discussion

1. 毒性阈值与转录组重塑：浓度>75 ng/mL时α-溶血素显现细胞毒性，RNA-seq鉴定出2,300余个差异表达基因（DEGs），包括IFNG、IL2等免疫相关基因。KEGG分析显示核糖体生物合成和细胞因子受体互作通路显著改变。
2. 甲基化酶动态变化：Western blot证实HELLS和DNMT3A蛋白上调2-3倍，DNMT3L下降40%，伴随组蛋白标记H3K36me3显著增加——该修饰已知引导DNMT3s定位。
3. 全基因组甲基化特征：
   • CG背景：基因体下游2 kb区域甲基化升高1.4%，CpG岛（CGI）区域降低1-5%
   • 非CpG背景：CHG/CHH甲基化在启动子、外显子和重复序列分别增加2-33%，其中29.9% CHG-DMRs位于内含子区
4. 功能验证：ChIP证实H3K36me3在LAMC1、ZC3H12C等基因DMRs的富集度提升3倍，与这些区域甲基化改变正相关。
5. 生物学意义：GO分析显示DMR基因显著富集于"钙离子结合"和"质膜锚定"功能，暗示α-溶血素通过膜损伤和钙稳态破坏触发表观遗传重编程。

创新性发现
首次揭示α-溶血素通过HELLS-DNMT3A/DNMT3L轴特异性调控Th1细胞非CpG甲基化，这种与Th17细胞不同的调控模式（后者依赖DNMT3B）反映了T细胞亚群对细菌毒素的应答异质性。研究为理解病原体-宿主表观遗传互作提供了新视角，对开发靶向表观遗传的抗菌策略具有启示意义。