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中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)附屬第一醫(yī)院、生醫(yī)部孫寶林教授課題組定義并闡釋了一組新的調(diào)控性蛋白VraCP參與Mu50菌株萬古霉素中度耐藥發(fā)生及細(xì)胞壁代謝的分子機(jī)制。相關(guān)研究成果以“VraCP regulates cell wall metabolism and antibiotic resistance in vancomycin-intermediateStaphylococcus aureus strain Mu50”為題于2021年5月5日在線發(fā)表在微生物抗菌領(lǐng)域知名雜志Journal of Antimicrobial Chemotherapy上。

由甲氧西林耐藥性金黃色葡萄球菌（methicillin-resistantStaphylococcus aureus，MRSA）導(dǎo)致的感染正嚴(yán)重威脅公共健康安全，萬古霉素被用于嚴(yán)重MRSA感染的臨床治療。但近年來，有關(guān)萬古霉素治療失敗的臨床案例被越來越多的報道。然而，萬古霉素中度耐藥性金黃色葡萄球菌(vancomycin-intermediateStaphylococcus aureus，VISA)發(fā)生發(fā)展的機(jī)制目前仍不是很清楚。

之前的研究顯示，vraC、vraP可能與萬古霉素耐藥性相關(guān)，但其背后的機(jī)制目前仍未解析。在本研究中，作者選取臨床VISA菌株Mu50為研究對象，證實(shí)了vraC，vraP以及vraCP在細(xì)胞壁代謝及抗生素耐藥性發(fā)生中的作用。研究顯示，vraC與vraP共轉(zhuǎn)錄，且響應(yīng)萬古霉素刺激，其各自的表達(dá)產(chǎn)物VraC及VraP并不穩(wěn)定，但它們可在自然狀態(tài)下形成穩(wěn)定的蛋白復(fù)合物VraCP。與Mu50野生型菌株相比，vraC，vraP及vraCP的敲除均導(dǎo)致菌株呈現(xiàn)出變薄的細(xì)胞壁，以及增強(qiáng)的細(xì)胞壁相關(guān)抗生素敏感性，包括萬古霉素、替考拉寧、達(dá)托霉素以及苯唑西林。值得注意的是，vraCP的突變可實(shí)現(xiàn)VISA到VSSA的轉(zhuǎn)變。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，vraC，vraP和vraCP突變體中細(xì)胞壁合成相關(guān)酶GlyS、SgtB、Ddl、Alr2的轉(zhuǎn)錄水平明顯下調(diào)，這可能是突變體細(xì)胞壁變薄及抗生素敏感性增強(qiáng)的主要原因。此外，vraC，vraP和vraCP突變體的自溶速率也明顯減慢。與此同時，細(xì)胞壁水解相關(guān)基因sceD、lytM、isaA的轉(zhuǎn)錄水平也明顯下調(diào)。EMSA及GFP融合啟動子報告實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步表明，VraC及VraCP可通過與靶標(biāo)基因sceD、lytM、isaA的啟動子的直接結(jié)合，增強(qiáng)啟動子活性，從而促進(jìn)靶標(biāo)基因sceD、lytM、isaA的表達(dá)。而靶基因啟動子中的一致性序列（5′-TTGTAAN2AN3TGTAA-3′）在VraCP復(fù)合物與靶標(biāo)基因sceD、lytM、isaA啟動子的結(jié)合中起著至關(guān)重要的作用。以上研究加深了我們對Mu50菌株萬古霉素耐藥性發(fā)生機(jī)制的認(rèn)識，為解析VISA菌株發(fā)生發(fā)展的機(jī)制提供了新的研究思路。

該工作由孫寶林教授課題組的博士生王婉瑩完成。該研究得到了中科院B類先導(dǎo)項(xiàng)目（XDB2902000）的資助。

原文鏈接： https://doi.org/10.1093/jac/dkab113

（生命科學(xué)與醫(yī)學(xué)部、科研部）