지역사회획득 MRSA 및 병원내감염 MRSA의 선천 면역 반응 차이 Differential innate immune response to sequence type (ST) 72 community-associated MRSA and ST5 healthcare-associated MRSA strains원문보기
메티실린 내성 황색포도상구균(methicillin-resistant S. aureus, MRSA)은 병원 및 지역사회 감염의 주요 원인으로, 세균 감염 치료에 사용되는 여러 항생제에 내성을 가지고 있어 입원의 장기화 및 의료비용상승 등의 문제를 초래한다. 본 연구에서는 한국에서 주로 발견되는 병원 내 감염 (healthcare-associated methicillin-resistant S. aureus, HA-MRSA) 계통 중 하나인 staphylococcal cassette chromosome mec type II (SCCmec II) sequence type (...
메티실린 내성 황색포도상구균(methicillin-resistant S. aureus, MRSA)은 병원 및 지역사회 감염의 주요 원인으로, 세균 감염 치료에 사용되는 여러 항생제에 내성을 가지고 있어 입원의 장기화 및 의료비용상승 등의 문제를 초래한다. 본 연구에서는 한국에서 주로 발견되는 병원 내 감염 (healthcare-associated methicillin-resistant S. aureus, HA-MRSA) 계통 중 하나인 staphylococcal cassette chromosome mec type II (SCCmec II) sequence type (ST) 5와 지역사회획득 메티실린 내성 황색포도상구균 (community acquired methicillin-resistant S. aureus, CA-MRSA)인 SCCmec IV ST72의 선천면역 차이와 기전을 확인하고자 하였다. 이 두 계통 간의 사이토카인 생성 및 NF-κB/MAPKs 활성의 차이를 확인하기 위해 마우스 골수 유래 대식세포에 열 불활화 및 용해한 HA-MRSA 및 CA-MRSA를 처리하였다. CA-MRSA 처리 시 염증성 사이토카인 IL6 및 TNF-α와 항 염증성 사이토카인 IL-10의 증가를 야기하였고, NF-κB/MAPKs을 활성화하였다. HA-MRSA 처리 시에는 사이토카인의 생성과 NF-κB/MAPKs의 활성을 약하게 혹은 거의 일으키지 않았다. 선천면역수용체의 활성 차이를 확인하고자 HEK-Blue-hTLR2 및 HEK-Blue-hNOD2 세포에 열불활화 및 용해 MRSA를 처리하였을 때, HA-MRSA처리는 낮은 수준의 TLR2 수용체의 활성을 야기하였고, CA-MRSA는 더 강한 수준의 TLR2 활성을 보였다. 그러나 NOD2 수용체는 두 MRSA 계통 모두에 의해서 활성화되지 않았다. 폐 감염 시 두 MRSA 계통 간의 면역반응 차이를 확인하기 위하여 비강을 통하여 감염시킨 후 획득한 기관지 폐포 세척액에서 잔존하는 균의 수, IL-6, TNF-α 및 IL-10을 측정하였고, CA-MRSA의 감염은 HA-MRSA보다 균의 제거가 잘 되지 않았고, 더 많은 TNF-α의 생성을 유도하였다. 폐 조직에서 또한 CA-MRSA 감염 시 더 심각한 손상이 확인되었다. 이러한 결과를 통해 MRSA의 유전자형에 따라서 숙주의 면역반응이 다르게 나타남을 알 수 있고, 더 나아가 항생제로 치료하기 어려운 항생제내성균을 제어하는 방법으로 면역 메커니즘 타깃 치료가 가능성이 있음을 나타내고 있다.
메티실린 내성 황색포도상구균(methicillin-resistant S. aureus, MRSA)은 병원 및 지역사회 감염의 주요 원인으로, 세균 감염 치료에 사용되는 여러 항생제에 내성을 가지고 있어 입원의 장기화 및 의료비용상승 등의 문제를 초래한다. 본 연구에서는 한국에서 주로 발견되는 병원 내 감염 (healthcare-associated methicillin-resistant S. aureus, HA-MRSA) 계통 중 하나인 staphylococcal cassette chromosome mec type II (SCCmec II) sequence type (ST) 5와 지역사회획득 메티실린 내성 황색포도상구균 (community acquired methicillin-resistant S. aureus, CA-MRSA)인 SCCmec IV ST72의 선천면역 차이와 기전을 확인하고자 하였다. 이 두 계통 간의 사이토카인 생성 및 NF-κB/MAPKs 활성의 차이를 확인하기 위해 마우스 골수 유래 대식세포에 열 불활화 및 용해한 HA-MRSA 및 CA-MRSA를 처리하였다. CA-MRSA 처리 시 염증성 사이토카인 IL6 및 TNF-α와 항 염증성 사이토카인 IL-10의 증가를 야기하였고, NF-κB/MAPKs을 활성화하였다. HA-MRSA 처리 시에는 사이토카인의 생성과 NF-κB/MAPKs의 활성을 약하게 혹은 거의 일으키지 않았다. 선천면역수용체의 활성 차이를 확인하고자 HEK-Blue-hTLR2 및 HEK-Blue-hNOD2 세포에 열불활화 및 용해 MRSA를 처리하였을 때, HA-MRSA처리는 낮은 수준의 TLR2 수용체의 활성을 야기하였고, CA-MRSA는 더 강한 수준의 TLR2 활성을 보였다. 그러나 NOD2 수용체는 두 MRSA 계통 모두에 의해서 활성화되지 않았다. 폐 감염 시 두 MRSA 계통 간의 면역반응 차이를 확인하기 위하여 비강을 통하여 감염시킨 후 획득한 기관지 폐포 세척액에서 잔존하는 균의 수, IL-6, TNF-α 및 IL-10을 측정하였고, CA-MRSA의 감염은 HA-MRSA보다 균의 제거가 잘 되지 않았고, 더 많은 TNF-α의 생성을 유도하였다. 폐 조직에서 또한 CA-MRSA 감염 시 더 심각한 손상이 확인되었다. 이러한 결과를 통해 MRSA의 유전자형에 따라서 숙주의 면역반응이 다르게 나타남을 알 수 있고, 더 나아가 항생제로 치료하기 어려운 항생제내성균을 제어하는 방법으로 면역 메커니즘 타깃 치료가 가능성이 있음을 나타내고 있다.
Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) is a major cause of hospital and community infections. MRSA is resistant to several antibiotics used to treat bacterial infections, and therefore prolongs hospital stays and increases hospital costs. In this study, we elucidated the differences and ...
Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) is a major cause of hospital and community infections. MRSA is resistant to several antibiotics used to treat bacterial infections, and therefore prolongs hospital stays and increases hospital costs. In this study, we elucidated the differences and mechanisms of innate immunity between staphylococcal cassette chromosome mec type II (SCCmec II) sequence type (ST) 5, one of the strains of healthcare-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus (HA-MRSA), and SCCmec IV ST72, one of the strains of community-acquired MRSA (CA-MRSA).
To determine the differences in cytokine production and NF-κB/MAPK activity between these two strains, mouse bone marrow-derived macrophages were treated with heat-inactivated or lysed HA-MRSA and CA-MRSA. CA-MRSA treatment increased the levels of pro-inflammatory cytokines (IL-6 and TNF-α) and anti-inflammatory cytokine (IL-10), and activated NF-κB/MAPKs. However, HA-MRSA treatment weakly induced cytokine production and NF-κB/MAPKs activity. To determine the differences in the activity of innate immune receptors, HEK-Blue-hTLR2 and HEK-Blue-hNOD2 cells were treated with heat-inactivated or lysed MRSA. HA-MRSA treatment reduced the levels of TLR2 receptor activity, whereas CA-MRSA enhanced it. However, NOD2 receptors were not activated by HA- or CA-MRSA strains. To determine the difference in immune response in vivo between the two MRSA strains during lung infection, bacterial CFU and IL-6, TNF-α, and IL-10 cytokine levels were measured in bronchoalveolar lavage fluid obtained after nasal infection. A significantly increased number of bacteria were detected in the BAL fluids of CA-MRSA-infected mice than in HA-MRSA-infected mice, and induced more TNF-α production, which was consistent with severe pulmonary damage during CA-MRSA infection.
The results validate the differences in host immune response depending on the MRSA genotype. Further, it suggests that the treatment targeting innate immunity has the potential as a method to control antibiotic-resistant bacteria that are difficult to treat with antibiotics.
Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) is a major cause of hospital and community infections. MRSA is resistant to several antibiotics used to treat bacterial infections, and therefore prolongs hospital stays and increases hospital costs. In this study, we elucidated the differences and mechanisms of innate immunity between staphylococcal cassette chromosome mec type II (SCCmec II) sequence type (ST) 5, one of the strains of healthcare-associated methicillin-resistant Staphylococcus aureus (HA-MRSA), and SCCmec IV ST72, one of the strains of community-acquired MRSA (CA-MRSA).
To determine the differences in cytokine production and NF-κB/MAPK activity between these two strains, mouse bone marrow-derived macrophages were treated with heat-inactivated or lysed HA-MRSA and CA-MRSA. CA-MRSA treatment increased the levels of pro-inflammatory cytokines (IL-6 and TNF-α) and anti-inflammatory cytokine (IL-10), and activated NF-κB/MAPKs. However, HA-MRSA treatment weakly induced cytokine production and NF-κB/MAPKs activity. To determine the differences in the activity of innate immune receptors, HEK-Blue-hTLR2 and HEK-Blue-hNOD2 cells were treated with heat-inactivated or lysed MRSA. HA-MRSA treatment reduced the levels of TLR2 receptor activity, whereas CA-MRSA enhanced it. However, NOD2 receptors were not activated by HA- or CA-MRSA strains. To determine the difference in immune response in vivo between the two MRSA strains during lung infection, bacterial CFU and IL-6, TNF-α, and IL-10 cytokine levels were measured in bronchoalveolar lavage fluid obtained after nasal infection. A significantly increased number of bacteria were detected in the BAL fluids of CA-MRSA-infected mice than in HA-MRSA-infected mice, and induced more TNF-α production, which was consistent with severe pulmonary damage during CA-MRSA infection.
The results validate the differences in host immune response depending on the MRSA genotype. Further, it suggests that the treatment targeting innate immunity has the potential as a method to control antibiotic-resistant bacteria that are difficult to treat with antibiotics.
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