Mechanisms of folate metabolism-related substances affecting Staphylococcus aureus infection

Staphylococcus aureus (S. aureus) is one of the critical clinical pathogens which can cause multiple diseases ranging from skin infections to fatal sepsis. S. aureus is generally considered to be an extracellular pathogen. However, more and more evidence has shown that S. aureus can survive inside various cells. Folate plays an essential role in multiple life activities, including the conversion of serine and glycine, the remethylation of homocysteine to methionine, and the de novo synthesis of purine /dTMP, et al. More and more studies reported that S. aureus intracellular infection requires the involvement of folate metabolism. This review focused on the mechanisms of folate metabolism and related substances affecting S. aureus infection. Loss of tetrahydrofolic acid (THF)-dependent dTMP directly inhibits the nucleotide synthesis pathway of the S. aureus due to pabA deficiency. Besides, trimethoprim-sulfamethoxazole (TMP/SMX), a potent antibiotic that treats S. aureus infections, interferes in the process of the folate mechanism and leads to the production of thymidine-dependent small-colony variants (TD-SCVs). In addition, S. aureus is resistant to lysostaphin in the presence of serine hydroxymethyltransferase (SHMT). We provide new insights for understanding the molecular pathogenesis of S. aureus infection.     

围孕期高血清叶酸水平雌性小鼠模型的建立及高血清叶酸水平对胚胎心脏发育的影响

目的 通过高叶酸含量的配方饲料结合血清叶酸检测，建立围孕期高血清叶酸的雌性小鼠模型，并利用该模型开展围孕期增补叶酸导致血清叶酸水平升高及影响后代发育的相关研究。方法 根据普通小鼠饲料中叶酸以及其它营养成分组成，设计了叶酸含量分别为2mg/kg（正常叶酸）和10mg/kg、20mg/kg、40mg/kg （高叶酸）的配方饲料。30只6周龄雌性BALB/c小鼠随机分成5组（每组6只），其中1组继续使用普通饲料喂养，其余4 组分别使用不同的配方饲料喂养。为了排除不同个体叶酸生物利用度差异巨大的影响，喂养2周后，根据血清叶酸水平按照以下标准对4组配方饲料喂养的雌鼠进行重新分组：正常血清叶酸组（NF，血清叶酸水平<2000pg/mL）、高血清叶酸组（HF1，2000 pg/mL <血清叶酸水平<3000pg/mL）、超高血清叶酸组（HF2，血清叶酸水平>3000pg/mL）。重新分组后的雌鼠继续使用相应的配方饲料饲养，并与普通饲料喂养的雄鼠合笼，以发现阴道栓当天作为孕 0.5天（E0.5）计算孕龄。手术获取不同孕龄的胎鼠心脏组织样本，通过组织学、免疫组织化学方法，对心脏发育多个重要时间点（E10.5、E11.5、E13.5）胎鼠心脏发育相关指标进行检测。 结果 随着饲料中叶酸含量的增加，不同组小鼠的平均血清叶酸水平呈现逐渐升高的趋势，但是由于同组雌鼠的血清叶酸水平变异巨大，导致不同组间血清叶酸水平的差异并不显著（P=0.163）。重新分组后，相对于NF 组和HF1组，HF2组胎鼠的心脏表现出间叶组织缺乏（E10.5）、心肌细胞数量显著减少且增殖不活跃（E10.5）、心肌壁厚度减少（E11.5）、磷酸化组蛋白H3（PHH3）阳性细胞比率显著降低（E11.5）、背侧间充质突出（DMP）缺失（E13.5）以及右心耳、心室流出道结构异常和原发孔缺损等房室间隔缺损（AVSD）表现（E13.5）。结论 本研究构建围孕期增补叶酸导致高血清叶酸水平小鼠模型的方法有效。利用所构建模型发现围孕期雌性小鼠增补叶酸导致的血清叶酸水平剧烈升高可能与后代心脏发育异常相关。