题目：A Pseudomonas aeruginosa small RNA regulates chronic and acute infection
期刊：Nature
IF：69.504
发表时间：2023年5月24日
通讯作者单位：佐治亚理工学院
DOI：https://doi.org/10.1038/s41586-023-06111-7
主要内容：
铜绿假单胞菌的细菌感染可以在慢性和急性之间转换。对人类感染期间铜绿假单胞菌基因表达的调查确定了在低氧条件下表达的小RNA，并控制了这种转变。
在人类中，由铜绿假单胞菌等细菌引起的感染可以在慢性和急性之间转换。然而，这种转变背后的机制和控制它的环境线索仍未得到充分探索。铜绿假单胞菌具有很强的适应性和可塑性，可以在生物膜（不动）和浮游（自由游泳）生活方式之间切换。这些生活方式通常被认为分别与慢性和急性感染有关。数十年的工作已经确定了控制体外从生物膜到浮游生活方式转变的因素，但如何在哺乳动物中完成仍不清楚。
作者之前测量了慢性铜绿假单胞菌感染人类样本中的细菌基因表达，并使用机器学习方法来鉴定一组 30 个细菌基因，这些基因的集体表达可以诊断人类感染。其中许多基因在人类感染期间高表达，但在标准实验室培养中不高表达。其中一个基因PA1414在人类慢性感染中高度表达，并且存在于几乎所有铜绿假单胞菌菌株中。在这项研究中，作者发现PA1414在氧气水平低时高度表达，并编码一种小RNA（sRNA），在这些条件下诱导一种叫做泛醌的小分子的合成，以促进铜绿假单胞菌的生长。
为了确定这种sRNA对感染的影响，作者创造了一种缺乏这种基因的铜绿假单胞菌菌株，并在慢性非致命感染的小鼠模型中测试了它的毒力。作者发现sRNA对于建立慢性局部感染至关重要;没有它，铜绿假单胞菌会导致血液中的急性感染。然后它可以引发一种肆无忌惮的炎症反应，称为败血症，这对宿主通常是致命的。基于这些发现，作者将这种sRNA命名为SicX（慢性感染X的sRNA诱导剂）。最后，作者测量了感染从慢性转变为急性的SicX水平，发现sicX表达急剧下降，从而将sicX确定为转变的分子标志物。
作者的工作表明，SicX决定了铜绿假单胞菌的感染生活方式，并对不断变化的氧气水平做出反应（图1）。了解导致生活方式转变的因素应该为未来治疗方法的发展提供信息。此外，使用来自人类感染的细菌基因表达数据来指导实验重点，为识别其他致病细菌的特征提供了一个框架。
尽管作者已经确定了在哺乳动物宿主中建立慢性感染所必需的遗传因素和环境条件，但尚未完全了解这种转换过程所需的下游信号通路。破译这些途径可能是有用的，因为抗菌治疗和细菌生活方式的改变已被证明可有效治疗细菌感染，作者认为sicX只是冰山一角，对起作用的其他基因的深入评估将有助于建立铜绿假单胞菌感知和响应宿主环境波动的机制。
