Neddylation抑制剂TAS4464通过调控免疫抑制细胞功能缓解金黄色葡萄球菌所致假体周围感染

　　本研究针对金黄色葡萄球菌(S. aureus)生物膜引起的假体周围感染(PJI)免疫抑制微环境难题，揭示了neddylation修饰通路在其中的关键作用。研究人员发现选择性neddylation抑制剂TAS4464能显著抑制骨髓细胞中髓源性抑制细胞(MDSCs)和M2巨噬细胞的扩增，降低炎症因子表达，并在小鼠PJI模型中有效减轻骨破坏和炎症反应。该研究为靶向neddylation通路治疗生物膜相关感染提供了新的治疗策略。

　　

假体周围感染(PJI)是关节置换术后最严重的并发症之一，其中耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)引起的感染尤为棘手。这些狡猾的细菌不仅能够形成坚固的生物膜来抵抗抗生素攻击，还会巧妙地操纵宿主免疫系统，营造一个有利于细菌存活的免疫抑制微环境。在这种微环境中，髓源性抑制细胞(MDSCs)和M2型巨噬细胞大量扩增，它们通过抑制T细胞功能等方式帮助细菌逃避免疫清除，导致感染迁延不愈。

面对这一临床挑战，研究人员将目光投向了neddylation修饰通路。neddylation是一种类似于泛素化的蛋白质翻译后修饰过程，通过将NEDD8蛋白共价连接到靶蛋白上，调控多种细胞进程。在癌症研究中，neddylation通路的异常激活已被证实与肿瘤进展密切相关，但其在细菌感染免疫调控中的作用尚不明确。

在这项发表于《Biomedicine 》的研究中，研究团队深入探讨了neddylation通路在金黄色葡萄球菌生物膜诱导的免疫抑制中的作用机制。他们使用选择性neddylation抑制剂TAS4464，通过体外骨髓细胞培养和小鼠PJI模型，综合运用流式细胞术、蛋白质印迹、细胞因子检测、显微CT成像和免疫组织化学等多种技术方法，系统评估了该化合物对免疫抑制细胞功能和炎症反应的调控作用。

3.1. TAS4464抑制金黄色葡萄球菌生物膜诱导的小鼠骨髓细胞中MDSC扩增和功能

研究人员发现，金黄色葡萄球菌生物膜刺激能使骨髓细胞中MDSC(CD11b⁺Gr-1⁺)比例从41%显著增加至64%。值得注意的是，TAS4464以浓度依赖方式有效逆转这种扩增，在500nM浓度下将MDSC比例降至44%。进一步分析显示，生物膜主要促进单核型MDSC(M-MDSCs)的扩增(从6%增至21%)，而对粒细胞型MDSC(G-MDSCs)影响较小。TAS4464特别有效地抑制了M-MDSCs的扩增，表明其对MDSC亚群具有选择性抑制作用。

3.2. TAS4464抑制金黄色葡萄球菌生物膜刺激的骨髓细胞中巨噬细胞生成，特别是M2巨噬细胞

研究显示生物膜刺激使总巨噬细胞(CD11b⁺F4/80⁺)比例从8%增加至22%，TAS4464处理能剂量依赖性地降低这一比例。虽然生物膜同时增加了M1(CD11b⁺F4/80⁺CD80⁺)和M2(CD11b⁺F4/80⁺CD206⁺)巨噬细胞比例，但M2巨噬细胞对TAS4464的抑制作用更为敏感，提示该化合物可能优先影响具有免疫抑制功能的M2表型。

3.3. TAS4464部分降低金黄色葡萄球菌生物膜诱导的骨髓细胞中特定炎症相关细胞因子水平

细胞因子检测表明，生物膜刺激显著提升TNF-α、IFN-γ、IL-6、MCP-1和IL-10水平，而TAS4464能剂量依赖性地降低除MCP-1外的所有检测细胞因子水平，显示其具有调节炎症平衡的作用。

3.4. 金黄色葡萄球菌生物膜增强骨髓细胞中的neddylation通路

机制研究表明，生物膜以剂量依赖方式增加NEDD8修饰蛋白、APPBP1和NEDD8结合的UBA3水平，同时上调MDSC/M2巨噬细胞相关标志物(Arg-1、iNOS、SOD2、pSTAT3和NF-κB)表达。TAS4464处理能有效逆转这些变化，证实其通过抑制neddylation通路发挥调控作用。

3.5. TAS4464治疗促进PJI小鼠模型中骨溶解病变的恢复

体内实验表明，TAS4464治疗(10、20和40mg/kg)能显著减轻金黄色葡萄球菌感染引起的骨破坏和病理骨折，降低炎症指数评分。流式分析显示TAS4464剂量依赖性地减少循环MDSC和M2巨噬细胞比例，同时降低血浆中TNF-α、IFN-γ、IL-6、MCP-1、IL-10和IL-1β水平。免疫组化分析进一步证实TAS4464能下调感染部位NEDD8、NF-κB、TNF-α和IL-6的表达。

这项研究首次揭示了neddylation通路在金黄色葡萄球菌生物膜诱导的免疫抑制中的关键作用，并证明TAS4464通过抑制这一通路，有效逆转免疫抑制微环境，减轻感染相关的骨破坏和炎症反应。研究结果表明，靶向neddylation通路可能成为治疗生物膜相关感染的新策略，特别是对于那些形成慢性感染、常规抗生素治疗效果有限的病例。TAS4464不仅能抑制免疫抑制细胞的扩增和功能，还能调节炎症因子网络，恢复免疫平衡，为临床治疗PJI提供了新的思路和潜在的治疗靶点。