毒素-抗毒素系统介导滞留菌形成机制

滞留菌是一类处于低代谢休眠状态的抗生素耐受细菌亚群,能够在致死性压力应激后存活下来,是抗生素治疗失败和复发性感染的主要原因之一。毒素-抗毒素系统(toxin-antitoxin system,TA)作为压力应激模块普遍存在于各种细菌中,由稳定的毒素和不稳定但可以中和毒素的同源抗毒素组成。压力情况下,第二信使(p)ppGpp激活Lon,随后大多数II型TA系统被激活,诱导滞留菌形成。同样在(p)ppGpp存在的情况下,Obg刺激hokB转录,使毒素积累,抑制细菌DNA复制、转录、翻译等重要的生理过程,驱动细菌形成滞留菌。SOS反应是激活TA系统的另一个主要途径,解除了对tisB转录的抑制,使其在细胞内积累并插入细胞膜,破坏质子动力势,降低胞内ATP水平,诱使休眠和滞留菌形成。讨论TA系统介导滞留菌形成的机制有助于提出新型抗菌策略。