肽聚糖对葡萄球菌A蛋白B细胞超抗原活性的影响

作者：张馨予

金黄色葡萄球菌可引起反复和慢性持续性感染。这可以解释为这种病原体逃避免疫监视机制的强大能力。金黄色葡萄球菌细胞显示丰富的葡萄球菌蛋白A (SpA)。SpA与免疫球蛋白(Ig)分子结合并覆盖在细菌表面以防止吞噬细胞摄取。SpA还结合和交联可变重3 (VH3)独特型(IgM) B细胞受体，促进B细胞扩张和通过一种需要CD4+ T细胞帮助的机制分泌非特异性VH3-IgM。SpA与抗体的结合是由n端igg结合域(igbd)介导的。所谓的X区，未被表征的LysM结构域和c端肽聚糖结合的LPXTG分选信号完成了蛋白质的线性结构。在这里，我们报道了LysM结构域和LPXTG基序分选信号在小鼠感染模型中对SpA的B细胞超抗原活性都是必需的。从葡萄球菌培养物中纯化的SpA分子只要携带完整的LysM和LPXTG基序结构域并结合肽聚糖片段，就足以发挥B细胞超抗原活性并促进免疫球蛋白的分泌。LysM结构域结合肽聚糖片段的聚糖链，而LPXTG基序共价连接缺乏聚糖的壁肽。这些发现强调了SpA与B细胞受体相互作用的复杂性。

LysM域存在于所有的生命王国中。虽然它们在哺乳动物中的功能尚不清楚，但细菌及其噬菌体寄生虫的LysM结构域与切割或重塑肽聚糖的酶有关。植物识别微生物相关的分子模式，如几丁质通过受体被赋予了lysm包含外结构域。在植物中，这些受体在防御和共生信号传导中发挥着同样重要的作用。金黄色葡萄球菌的SpA携带一个LysM结构域，该结构域结合肽聚糖链，影响B细胞应答，转移病原体特异性的适应性免疫应答。

介绍

所有临床金黄色葡萄球菌都分离出复杂的金黄色葡萄球菌蛋白A (SpA)，这是一种表面蛋白，以其结合宿主免疫球蛋白(Igs)的能力而闻名(1,2)。SpA由5个免疫球蛋白结合域(igbd)组成(3，4).每个IgBD呈三螺旋结构，并带有IgG Fcγ结构域的结合位点(5)。与Fcγ的相互作用阻止了C1q结合和补体激活，有效地阻断了抗体的一个关键效应功能(6，7)。早期的研究也表明金黄色葡萄球菌刺激孤立的人类B细胞的增殖的方式需要SpA(8、9)。净化温泉从细菌中提取信封显示促进B细胞增殖在老鼠和人类淋巴细胞制剂的CD4 + T辅助细胞(10 - 12)。igbd结合到Ig抗原结合片段(Fab)的保守表面的第二个位点促进了有丝分裂活性，Fab是由可变重3 (VH3)家族相关基因编码的(13)。SpA可使VH3-IgM B细胞受体(BCRs)交联，从而触发B细胞的垂体上增殖(9,11)。在小鼠和人类感染过程中，B细胞超抗原活性导致血液中VH3独特型浆母细胞的扩张，并分泌出缺乏对葡萄球菌抗原识别的VH3独特型抗体(12,14)。通过这种方式，SpA可能导致金黄色葡萄球菌与人类的终身联系，并导致细菌的反复感染(15)。

SpA作为细菌细胞质中的前体合成，通过n端信号肽进入分泌通路(16)。一旦跨质膜易位，信号肽是由信号肽酶裂解和sortase (SrtA)劈开c端LPXTG分拣信号后苏氨酸多肽(T)和传输处理终端甘氨酸(G)残留的肽聚糖中间[C55 - (PO4) 2-MurNAc (l-Ala-d-iGlu-l-Lys (NH2-Gly5) -d-Ala-d-Ala) -GlcNAc)被称为脂质II(17、18)。spa -脂质II中间体然后并入细胞壁肽聚糖并显示在细菌表面(19)。在细胞分裂过程中，葡萄球菌将部分肽聚糖和肽聚糖连接的SpA释放到细胞外环境，这是由于胞壁酶降解隔膜附近的细胞壁(20-22)。释放的SpA被栓在c端结构为l-Ala-d-iGln-l-Lys(SpA- lpet - gly5)-d-Ala-Gly4的壁肽上(23)。从葡萄球菌细胞壁释放的天然SpA，而不是从大肠杆菌细胞质纯化的重组SpA，足以在小鼠中诱导VH3独特型IgG和IgM的扩增(12)。

在本研究中，我们提出了用肽聚糖修饰SpA对VH3克隆免疫球蛋白的扩增是否必要。通过工程菌株携带的spa基因缺乏明确的蛋白结构域，我们观察到金黄色葡萄球菌spa δ lpxtg，一种不能将spa固定在包膜内的变种，在体内和体外都不能表现出B细胞超抗原活性。此外，预测的SpA LysM结构域位于包膜跨越区X (Xr)和LPXTG分选信号之间，通过结合肽聚糖片段的聚糖链也有助于B细胞超抗原活性。因此，LysM结构域与连接到LPXTG基序的肽聚糖一起激活免疫细胞，实现葡萄球菌蛋白A的B细胞超抗原活性。