科研进展｜浙大谭勋课题组在《Autophagy》发文揭秘金葡菌重编程CASP8信号逃避宿主免疫杀伤的感染新机制

摘要：金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）是引起奶牛乳腺炎的主要病原菌，可入侵宿主细胞并在其中持续存活，常引起慢性或持续性乳腺感染，最终导致奶牛丧失泌乳机能而被迫淘汰。一般认为，宿主细胞通过程序性细胞死亡（包括凋亡、坏死性凋亡和焦亡）和异物自

金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）是引起奶牛乳腺炎的主要病原菌，可入侵宿主细胞并在其中持续存活，常引起慢性或持续性乳腺感染，最终导致奶牛丧失泌乳机能而被迫淘汰。一般认为，宿主细胞通过程序性细胞死亡（包括凋亡、坏死性凋亡和焦亡）和异物自噬（xenophagy）两大防御机制清除胞内病原体。然而，近年研究发现，部分金葡菌菌株可在非职业吞噬细胞中长期存活并且逃逸宿主防御机制的杀伤，提示金葡菌存在独特的免疫逃逸策略。

3月26日，浙江大学动物科学学院谭勋副教授课题组在Autophagy上发表了文章：Staphylococcus aureus reprograms CASP8 (caspase 8) signaling to evade cell death and Xenophag，首次系统揭示了金葡菌通过重编程凋亡启动蛋白 Caspase-8（CASP8）的功能，使其由诱导细胞死亡转变为促进细胞存活，从而逃逸宿主细胞死亡与自噬杀伤的核心防御机制，实现胞内存活。本研究为抗感染治疗提供了全新靶点。

该课题组通过构建牛乳腺上皮细胞（Mac-T）金葡菌感染模型，发现金葡菌在感染早期可诱导CASP8发生特异性自切割（autoprocessing），生成p43/p41及p18片段。然而，这种剪切并未触发经典的CASP8-CASP3凋亡级联反应。进一步实验表明，CASP8 自切割是维持金葡菌感染细胞存活的必要条件。金葡菌通过诱导形成含RIPK3，不含RIPK1的非经典死亡诱导信号复合物RIPK3-CASP8-FADD（death-inducing signaling complex，DISC），促进CASP8自切割，从而阻断坏死性凋亡信号。上述结果表明，金葡菌可重塑 CASP8 的功能，使其由促细胞死亡转变为促细胞存活，但其抑制凋亡的机制尚不明确，

为探究金葡菌在诱导CASP8自切割后如何抑制凋亡的发生，课题组通过拟泛素化抑制剂（MLN4924）处理及免疫共沉淀实验，发现金葡菌通过抑制CUL3（cullin 3）依赖的K63多聚泛素化修饰，导致CASP8无法被完全活化，从而抑制下游凋亡的发生，最终逃逸细胞死亡的杀伤。

随后，课题组发现泛素化被抑制诱导CASP8的底物特异性发生根本转变——从激活下游凋亡执行者CASP3，转变为切割自噬受体SQSTM1/p62。课题组通过构建SQSTM1一系列突变体证实，CASP8在Asp329位点特异性切割SQSTM1，产生缺乏LC3结合域（LIR）及泛素结合域（UBA）的C端片段。胞内存活实验显示，敲低并回补SQSTM1可显著降低胞内菌载量，而抗切割突变体SQSTM1D329A显著促进胞内细菌清除，且与细菌囊泡共定位效率极大提高，而模拟截短片段SQSTM1片段菌囊泡共定位则失去了将金葡菌靶向至自噬降解的能力。这一切割现象具有病原特异性，在沙门氏菌/李斯特菌感染中未见类似现象，提示金葡菌可能携带独特的分子钥匙。

综上，本研究揭示了金葡菌通过诱导非经典形式的CASP8自切割，使其从促凋亡“开关”转变为细菌生存的“帮凶”，从而抑制细胞死亡发生和自噬清除的双重核心机制。这一发现丰富了对金葡菌感染机制的认识，为开发新的乳腺炎治疗策略提供了新的思路。

浙江大学动物科学学院博士生应易恬（已毕业）和杨璟为本文的共同第一作者、谭勋副教授为通讯作者，该研究获得了国家自然科学基金、国家重点研发计划和浙江省重点研发计划的资助。