纽约——由杜克大学的研究人员领导的一个研究小组发现了一种名为DNMT3A的DNA甲基转移酶基因的变体,它似乎能提高个体抵御甲氧西林耐药性感染的能力金黄色葡萄球菌(MRSA)细菌。
杜克大学医学系、分子遗传学和微生物学系教授、通讯作者Vance Fowler在一份声明中说:“这项研究为一种基因变异提供了强有力的证据,它似乎有助于MRSA患者解决他们的血流感染。”他指出,“耐抗生素葡萄球菌感染越来越普遍,因此迫切需要更好地了解谁最容易感染这些难以治疗的疾病。金黄色葡萄球菌感染和为什么。”
当他们报道在线的美国国家科学院院刊Fowler和来自MRSA系统免疫生物学组的同事们结合外显子组测序、RNA测序、低表达亚硫酸氢盐测序和基于阵列的细胞因子和趋化因子免疫细胞谱,从近70个MRSA菌血症前瞻性入选的个体的血液样本中搜索可疑的遗传变异、基因表达谱和表观遗传模式。
这项研究发现了2号染色体的杂合子变体——落在DNMT3A的一个内含子中——这在MRSA感染的个体中比持续MRSA感染的匹配组更常见。
研究小组对这些发现进行了后续研究在体外免疫细胞分析,小干扰RNA沉默人巨噬细胞暴露金黄色葡萄球菌研究表明,明显具有保护作用的DNMT3A变体往往与几个基因调控位点的甲基化增强相一致,同时与血清中IL-10抗炎细胞因子白介素水平降低相一致,以及其他宿主免疫特征。
尽管IL-10有助于宿主的免疫反应,作者解释说,过去的研究表明,IL-10水平的急剧增加可能对患有糖尿病的人有害金黄色葡萄球菌在某些情况下,与不良临床结果同时发生的感染,增加了组织损伤和死亡的风险。
Fowler说:“我们的研究确定了一种特殊的DNMT3A突变,它有助于提高解决MRSA感染的能力。”他指出,这种明显的韧性可能与“基因调控区域甲基化的增加和抗炎细胞因子IL-10水平的降低”机制相关。
在分析中,研究人员对34个持续性MRSA感染个体和同样多的MRSA感染解决个体的外显子体进行了测序,通过额外的基因表达、甲基化和血清细胞因子谱追踪可疑的线索。
当他们比较那些持续感染和已治愈感染的患者的蛋白质编码序列时,他们发现34例持续感染MRSA的患者中只有3例(不到9%)有DNMT3A的intronic变体。相比之下,34人中有21人(近62%)携带了具有潜在保护作用的变种。
研究人员使用siRNA实验来证明DNMT3A在控制人类巨噬细胞中过量的IL-10活性方面的作用:敲除甲基转移酶导致经处理的人类巨噬细胞中IL-10的上升金黄色葡萄球菌.同样,他们的小鼠实验结果表明,直接抑制甲基化可以提高对金黄色葡萄球菌在败血症模型中。
“使用在体外在巨噬细胞分析和小鼠败血症模型中,我们证明DNMT3A变体可能通过增加关键调控基因的甲基化改变宿主对感染的反应,导致白细胞介素-10的生成减少,进而允许更有保护作用的免疫反应清除感染,”作者写道,并补充说,“提高对持久性MRSA菌血症易诱发因素的理解,可能有助于发现更好的治疗方案。”