黄色ブドウ球菌の小胞がp38 MAPK-MerTK切断を介してマクロファージのエフェロサイトーシスを抑制し、皮膚創傷治癒を阻害する

背景紹介

黄色ブドウ球菌（Staphylococcus aureus, S. aureus）は、特に糖尿病患者の創傷において、慢性創傷感染の主要な病原体の一つであり、その感染率は65%に達します。慢性創傷が治癒しにくい理由の一つは、マクロファージのエフェロサイトーシス（efferocytosis）が抑制されることです。エフェロサイトーシスは、マクロファージがアポトーシス細胞を除去するプロセスであり、炎症の収束と組織修復に極めて重要です。しかし、黄色ブドウ球菌がその分泌する小胞（S. aureus vesicles, SAVs）を通じてエフェロサイトーシスにどのように影響を与え、創傷治癒を遅らせるのか、そのメカニズムはまだ明確ではありません。

本研究は、黄色ブドウ球菌小胞（SAVs）が創傷治癒に及ぼす影響、特にマクロファージのエフェロサイトーシスを調節することで創傷修復にどのように影響を与えるかを明らかにすることを目的としています。この研究を通じて、著者らは慢性創傷の治療に新たなターゲットと戦略を提供することを目指しています。

論文の出典

本論文は、Jiaxin Ou、Kangxin Liらによって共同で執筆され、研究チームは南方医科大学、鄭州大学第一附属病院、広東省科学院など複数の機関に所属しています。論文は2025年にCell Communication and Signaling誌に掲載され、タイトルは「Staphylococcus aureus vesicles impair cutaneous wound healing through p38 MAPK-MerTK cleavage-mediated inhibition of macrophage efferocytosis」です。

研究の流れと結果

1. SAVsの分離と同定

研究ではまず、41名の外傷患者の創傷分泌物から細菌小胞（bacterial extracellular vesicles, BEVs）を分離しました。超遠心分離とイオジキサノール密度勾配遠心法を用いて、研究チームはSAVsを分離することに成功し、透過型電子顕微鏡（TEM）とナノ粒子追跡分析（NTA）を用いてその形態とサイズを特徴付けました。結果、SAVsの直径は100-150ナノメートルで、典型的な二重膜構造を持つことが確認されました。さらに、ウェスタンブロット（WB）分析により、SAVs中に黄色ブドウ球菌特異的タンパク質（Staphylococcal protein A, SPAなど）が存在することが確認されました。

2. SAVsが創傷治癒に及ぼす影響

SAVsが創傷治癒に及ぼす影響を調べるため、研究チームはマウスモデルを用いて実験を行いました。マウスの背部に全層皮膚創傷を作成し、SAVsを局所的に適用した結果、SAVsが創傷治癒プロセスを著しく遅らせることが明らかになりました。対照群と比較して、SAVsを処理したマウスでは創傷面積が大きく、上皮化の程度が低く、炎症細胞の浸潤がより顕著でした。さらに、糖尿病マウスモデルでも同様の結果が観察され、SAVsが糖尿病創傷治癒においても抑制作用を持つことが示されました。

3. SAVsがマクロファージのエフェロサイトーシスに及ぼす影響

研究チームはさらに、SAVsがマクロファージのエフェロサイトーシスにどのように影響を与えるかを検討しました。in vitro実験により、SAVsがマクロファージのアポトーシス細胞の貪食能力を著しく抑制することが明らかになりましたが、細菌の貪食能力には明らかな影響は見られませんでした。この結果は、SAVsがマクロファージのエフェロサイトーシスを特異的に抑制することを示しています。さらに、フローサイトメトリーと共焦点顕微鏡を用いて、SAVsがマクロファージのエフェロサイトーシスに及ぼす影響を観察した結果、SAVs処理後のマクロファージではアポトーシス細胞の貪食率が著しく低下していることが確認されました。

4. SAVsがTLR2-MyD88-p38 MAPKシグナル経路を介してエフェロサイトーシスを抑制する

SAVsがエフェロサイトーシスを抑制する分子メカニズムを解明するため、研究チームはSAVsがマクロファージのシグナル経路に及ぼす影響を分析しました。その結果、SAVsがTLR2-MyD88-p38 MAPKシグナル経路を活性化し、複数のエフェロサイトーシス関連受容体遺伝子の発現を調節することが明らかになりました。特に、SAVsはMerチロシンキナーゼ（MerTK）の切断と脱落を促進し、MerTKはマクロファージのエフェロサイトーシスにおいて重要な受容体です。p38 MAPK特異的阻害剤（losmapimodなど）を使用することで、研究チームはSAVsによるエフェロサイトーシスの抑制を逆転させ、創傷治癒を加速させることに成功しました。

5. MerTK切断がSAVsによる創傷治癒遅延に果たす役割

研究チームはさらに、MerTKがSAVsによる創傷治癒遅延において重要な役割を果たすことを検証しました。siRNAを用いてMerTK発現をノックダウンした結果、MerTKが欠失したマクロファージではエフェロサイトーシスが著しく障害されることが明らかになりました。さらに、MerTKをノックダウンしたマクロファージを創傷部位に移植したところ、創傷治癒が著しく遅延しました。これらの結果は、SAVsがMerTKの切断を誘導することでマクロファージのエフェロサイトーシスを抑制し、結果として創傷治癒を遅らせることを示しています。

結論と意義

本研究では、黄色ブドウ球菌小胞（SAVs）がTLR2-MyD88-p38 MAPKシグナル経路を活性化し、MerTKの切断を誘導することでマクロファージのエフェロサイトーシスを抑制し、最終的に創傷治癒を遅らせることを明らかにしました。この発見は、SAVsが慢性創傷治癒において重要な役割を果たすことを示すだけでなく、黄色ブドウ球菌感染による慢性創傷の治療に新たなターゲットを提供します。特に、p38 MAPK阻害剤（losmapimodなど）の応用は、効果的な治療戦略となる可能性があります。

研究のハイライト

1. SAVsが創傷中に存在することを初めて確認：本研究は、外傷患者の創傷からSAVsを分離・同定し、その創傷治癒における重要な役割を明らかにしました。
2. SAVsがエフェロサイトーシスを抑制する新たなメカニズムを解明：TLR2-MyD88-p38 MAPKシグナル経路を介して、SAVsがMerTKの切断を誘導し、マクロファージのエフェロサイトーシスを抑制することが明らかになりました。
3. 新たな治療戦略を提案：p38 MAPK阻害剤の使用により、SAVsによるエフェロサイトーシスの抑制を逆転させ、創傷治癒を加速できることが示され、慢性創傷の治療に新たな視点を提供しました。

その他の価値ある情報

本研究では、SAVsがマクロファージのエフェロサイトーシスを抑制するだけでなく、炎症性サイトカインの放出を促進し、創傷の炎症反応をさらに悪化させることも明らかになりました。この発見は、SAVsが慢性創傷において多重の役割を果たすことを理解する上で新たな視点を提供します。

本研究は、体系的な実験設計と詳細なデータ分析を通じて、SAVsが創傷治癒において重要な役割を果たすことを明らかにし、慢性創傷の治療に新たな理論的基盤と潜在的な治療戦略を提供しました。