关于生物钟调控金黄色葡萄球菌侵入人类肺上皮细胞的证据

《Communications Biology》：Evidence for circadian clock control of Staphylococcus aureus invasion into human lung epithelial cells

　　

摘要

内源性的生物钟——昼夜节律钟，能够使生命活动与24小时的昼夜环境周期相协调。在哺乳动物中，下丘脑视交叉上核中的中枢起搏器负责协调外周生物钟与外界环境的时间关系，例如调节对感染的免疫反应。然而，它在水分子层面控制细菌感染的作用目前尚不清楚。在此，我们研究了在一种高度耐药的人类病原体——金黄色葡萄球菌感染过程中宿主细胞生物钟的作用。我们的研究结果表明，金黄色葡萄球菌侵入上皮细胞的过程依赖于宿主的昼夜节律阶段。有趣的是，缺乏转录激活因子且为必需生物钟蛋白的BMAL1的细胞，其细菌摄取量比正常的A549细胞更高。经过BMAL1基因敲除的细胞中，金黄色葡萄球菌粘附素SraP的受体GP340的表达显著增加。而金黄色葡萄球菌的sraP突变体在进入A549细胞时的摄取具有较弱的周期性，或者在与正常A549细胞相比时，在BMAL1基因敲除的细胞中摄取量更高。值得注意的是，其他细菌粘附素突变体在BMAL1基因敲除的细胞中则表现出有规律且更高的摄取量。因此，我们得出结论：金黄色葡萄球菌侵入上皮细胞的过程受生物钟调控，并通过金黄色葡萄球菌的SraP-GP340途径实现，这为针对该病原体的基于宿主生物钟的疗法提供了可能。