肺炎链球菌尿嘧啶转运蛋白SPD_1629的鉴定及其在致病机制中的关键作用

本研究首次鉴定出肺炎链球菌(S. pneumoniae)中负责尿嘧啶(uracil)转运的关键蛋白SPD_1629，通过5-氟尿嘧啶(5-FU)抑制实验、放射性标记([3H])摄取分析和体内感染模型，证实该转运蛋白不仅介导尿嘧啶摄取，还直接影响细菌荚膜多糖合成、体内适应性和致病性，为开发针对营养摄取途径的新型抗菌策略提供了重要靶点。

　　

Highlight

肺炎链球菌依赖宿主营养的生存策略中，SPD_1629作为关键尿嘧啶转运蛋白的发现，揭示了病原体代谢劫持的新机制，为抗感染治疗提供了潜在干预靶点。

INTRODUCTION

人类病原体肺炎链球菌(S. pneumoniae)是导致肺炎、败血症和脑膜炎的主要致病菌。全球每年约有超过100万5岁以下儿童死于肺炎链球菌感染，老年人群(>65岁)同样属于高危群体。随着抗生素耐药性的快速蔓延，开发针对肺炎链球菌新型治疗策略的需求日益迫切。

Pneumococcal culture and growth kinetics studies

肺炎链球菌D39株(NCTC 7466，血清型2)购自英国国家典型培养物保藏中心。细菌在含5%羊血的胰蛋白酶大豆琼脂(TSA)平板上于5% CO₂条件下培养。液体培养使用添加0.5%酵母提取物的Todd-Hewitt(THY)培养基，37°C、5% CO₂环境。对数生长期(OD₆₀₀=0.4-0.6)的菌液加入15%甘油制备冻存管，-80°C保存。

S. pneumoniae is sensitive to 5-fluorouracil

野生型D39菌株在不同浓度5-FU(尿嘧啶毒性类似物)条件下培养8小时(图1A)。分光光度检测显示，随着5-FU浓度增加，细菌生长呈现剂量依赖性抑制。溶剂对照(DMSO)未表现生长抑制，证实肺炎链球菌对5-FU具有敏感性。竞争实验发现，过量尿嘧啶能特异性逆转5-FU的毒性效应，暗示存在特异的尿嘧啶转运系统。

DISCUSSION

本研究发现肺炎链球菌依赖外源营养摄取的生存策略中，SPD_1629作为关键尿嘧啶转运蛋白发挥着多重作用。5-FU抑制实验证实该转运系统的特异性，放射性标记([³H])摄取分析验证了其对尿嘧啶的选择性。值得注意的是，spd_1629缺失不仅影响尿嘧啶摄取，还导致荚膜多糖合成减少，这可能是其体内毒力减弱的重要原因。

CONCLUSION

通过整合体外和体内实验，我们确定SPD_1629是肺炎链球菌主要的尿嘧啶转运蛋白。该蛋白在细菌基础代谢、环境适应性和致病机制中扮演核心角色：既介导必需核苷酸前体的摄取，又通过调控荚膜多糖合成影响毒力。这些发现为开发针对病原体营养摄取途径的"饥饿疗法"提供了理论依据。