金黄色葡萄球菌外毒素SSL10通过非经典通路诱导内皮细胞程序性坏死的机制研究

Staphylococcus aureus can cause serious clinical infection because of its expression of multiple toxins. With the using of antibiotic, antibiotic resistance has been a widespread phenomenon. It’s crucial to thoroughly understanding the pathogenic mechanism of Staphylococcus aureus for finding new antibacterial agents. We found that, in vitro, SSL10, widely and uniquely exists in S. aureus, can induce human vascular endothelial cell caspase-independent cell death which is blocked by RIPK1 and RIPK3 inhibitors but not by pan-caspase inhibitor. Further, we found that cell death induced by SSL10 can’t be blocked by knocking out MLKL. Together, these data suggest that endothelial cell fed SSL10 underwent a novel form of necroptosis via an unknown mechanism that is RIPK1 and RIPK3 dependent and MLKL undependent. In this proposal, we aim to systematically investigate the mechanism of SSL10 induced cell death and its function in the process of S. aureus infection to provide new molecular targets for the clinical treatment of S. aureus infection and add the knowledge of the mechanisms of cell death.

金黄色葡萄球菌（金葡菌）可以分泌多种毒性蛋白，从而引起许多致命性感染。抗生素的广泛使用使金葡菌耐药成为普遍现象，透彻理解金葡菌致病机制对寻找新型抗菌药物至关重要。我们前期研究发现，金葡菌所特有并广泛存在的外毒素—葡萄球菌超抗原样蛋白10（SSL10）可以诱导血管内皮细胞死亡，程序性坏死通路关键分子RIPK1和RIPK3的抑制剂而非凋亡通路的caspase广谱抑制剂可以显著抑制SSL10的细胞毒性，提示SSL10主要引起内皮细胞发生程序性坏死，然而进一步研究发现程序性坏死通路另一关键分子MLKL的缺失并不影响SSL10毒性，提示SSL10以RIPK1和RIPK3依赖、MLKL非依赖的非经典方式诱导内皮细胞死亡，但具体机制不清。在本研究中，我们将在体内外条件下系统研究SSL10诱导内皮细胞死亡的机制并探究其在金葡菌感染过程中的作用，为抗金葡菌感染提供新的分子靶点，并丰富细胞死亡的新机制。

金黄色葡萄球菌（简称金葡菌）感染可以导致多种疾病如脓毒症和肺炎。金葡菌表达分泌的葡萄球菌超抗原样蛋白（SSL）参与金葡菌感染过程中的免疫逃逸。本研究中，我们发现SSL家族蛋白SSL10通过结合细胞膜上的受体TNFR1，诱导人源细胞HEK293T和HUVEC发生程序性坏死。SSL10与TNFR1结合后，可以活化细胞内两条不同的信号通路如RIPK1-RIPK3-MLKL 和RIPK3-CaMKII-mPTP。我们解析了SSL10的晶体结构，分辨率达到1.9Å。嵌合突变体细胞毒性结果表明，SSL10结合TNFR1的氨基酸分布在其N和C端。此外，我们发现TNFR1主要通过其胞外第二个半胱氨酸富含区域（CRD）与SSL10结合。ssl10敲除金葡菌的上清细胞毒性明显减弱，表明SSL10在金葡菌感染所致的细胞毒性中起到一定作用。本研究阐释了SSL10诱导细胞程序性坏死的分子机制，并为金葡菌感染相关疾病的临床治疗提供可能的靶标。