在非糖尿病和糖尿病伤口感染模型中，金属吸收系统是粪肠球菌（Enterococcus faecalis）毒力的基础

伤口感染中 Enterococcus faecalis 的铁、锰、锌转运系统作用及糖尿病影响。通过小鼠模型发现，Δ5Fe、Δ3Mn、Δ2Zn 菌株在正常小鼠伤口定植能力显著下降，而糖尿病小鼠因金属环境改变（如铁暂时可获取性增加）导致 Δ5Fe 菌株早期定植率略高。ELISA 检测显示糖尿病小鼠伤口中 calprotectin 水平持续升高，而其他金属结合蛋白（如转铁蛋白、乳铁蛋白）水平在感染初期较高但随后下降，提示糖尿病可能削弱营养免疫对细菌的抑制。

　　
### 中文解读：Enterococcus faecalis 在伤口感染中金属摄取系统的关键作用及糖尿病环境的影响

#### 研究背景与意义
伤口感染是医疗领域的重要挑战，尤其糖尿病患者的慢性伤口感染率显著升高。糖尿病微环境存在独特的免疫抑制和代谢紊乱，可能影响宿主对病原体的防御能力。 Enterococcus faecalis 是伤口感染的主要致病菌之一，其金属摄取系统的功能尚未完全明确。本研究通过小鼠模型，系统评估了铁、锰、锌三种金属转运系统缺陷株的定植能力，并对比了糖尿病与非糖尿病伤口的金属可利用性差异，为开发针对性治疗策略提供依据。

#### 研究方法
实验采用 C57BL/6J 和糖尿病模型小鼠（lepR?/?）构建伤口感染模型。通过基因敲除技术制备了铁（Δ5Fe）、锰（Δ3Mn）、锌（Δ2Zn）转运系统缺陷的 E. faecalis 株。主要研究方法包括：
1. **单菌种感染实验**：定量比较缺陷株与亲本株在伤口中的定植动态（1/3/7天）
2. **竞争感染模型**：检测不同金属转运缺陷株在糖尿病与非糖尿病环境中的相对丰度
3. **金属相关基因表达分析**：通过 qRT-PCR 检测金属转运基因（如 efaA、mntH1/2、adcA/II）在感染伤口中的表达规律
4. **宿主金属结合蛋白定量**：采用 ELISA 检测伤口组织中的 transferrin（转铁蛋白）、lactoferrin（乳铁蛋白）、calprotectin（钙卫蛋白）和 psoriasin（ psoriasin）水平

#### 关键发现
1. **金属转运缺陷株的定植能力**：
- Δ5Fe 株在糖尿病伤口（DB）第3天定植率提高约5%（P=0.0449），但7天后回落至正常水平
- Δ3Mn 和 Δ2Zn 株在两种小鼠模型中均表现出显著定植缺陷（第3天载量下降1-1.8 log CFU/g组织）
- 定植能力差异与金属转运系统的协同作用相关，单基因缺陷对整体金属摄取影响有限

2. **糖尿病伤口的金属可利用性特征**：
- 早期（1-3天）呈现铁转运优势（Δ5Fe 定植率略升）
- 长期（7天）金属限制更显著，缺陷株定植率全面下降
- 糖尿病模型显示：总转铁蛋白水平降低30%，乳铁蛋白减少25%，但钙卫蛋白和 psoriasin 水平持续升高

3. **金属相关基因动态表达**：
- 铁转运基因（fitD、fhuG等）持续高表达，提示伤口铁浓度长期不足
- 锰转运基因（mntH1、mntH2）在伤口第3天达到峰值，随后逐渐回落
- 锌转运基因（adcA/II）呈现双峰表达模式：早期（adcA升高）与慢性期（adcAII持续上升）

4. **宿主金属防御机制差异**：
- 正常伤口：1天内转铁蛋白水平达峰值（2.5倍基础值），乳铁蛋白同步升高
- 糖尿病伤口：铁结合蛋白（转铁蛋白/乳铁蛋白）第1天即显著降低（分别减少40%和35%）
- 炎症标记物（钙卫蛋白）在糖尿病模型中持续升高2.5倍，与慢性炎症状态一致

#### 机制探讨
1. **糖尿病微环境特征**：
- 高血糖导致金属结合蛋白（如转铁蛋白）合成减少，可能通过糖基化修饰异常影响蛋白构象
- 炎症因子过度分泌（钙卫蛋白升高2.5倍）加剧金属竞争，抑制宿主防御
- 营养免疫启动延迟：糖尿病伤口铁限制蛋白（dpr）表达在第3天才开始显著下降，较正常模型晚2天

2. **病原体适应性策略**：
- E. faecalis 通过多价金属转运系统（ABC型+NRAMP型）实现资源竞争
- 锌转运系统（adcA/II）的适应性表达：急性期依赖 adcA，慢性期依赖 adcAII
- 铁转运系统（fitD/fhuG）的高表达提示伤口铁环境持续受限

3. **金属限制的时空差异**：
- 急性期（1-3天）：铁转运缺陷株（Δ5Fe）在糖尿病模型中短暂获得优势（载量升高15%）
- 慢性期（7天）：所有缺陷株均受抑制，提示金属限制效应随时间增强
- 糖尿病伤口锰/锌可利用性：Δ3Mn 定植缺陷持续至第7天（载量下降1.8 log）

#### 临床启示与未来方向
1. **治疗靶点建议**：
- 铁限制策略：针对糖尿病伤口高迁移率铁环境，可尝试铁螯合剂（如 deferasirox）联合抗生素
- 锌补充疗法：通过锌载体（如 ZnSO4）增强伤口免疫防御
- 炎症调控：抑制钙卫蛋白过度表达可能改善慢性伤口愈合

2. **研究局限性**：
- 未建立金属浓度动态监测体系
- 未考虑多菌种竞争对金属利用的影响
- 糖尿病模型与临床患者存在表型差异（如 HbA1c 水平）

3. **延伸研究方向**：
- 建立糖尿病伤口金属浓度梯度模型
- 探索糖基化修饰对金属结合蛋白功能的影响
- 开展多组学分析（转录组+代谢组+蛋白质组）
- 开发金属特异性抑制剂（如锰螯合剂）的临床前研究

#### 总结
本研究揭示了 E. faecalis 金属摄取系统的多维度调控机制，首次发现糖尿病伤口存在铁可利用性的时间窗口差异（第3天短暂升高）。金属限制防御的延迟激活可能通过以下途径加剧感染：① 宿主金属结合蛋白合成不足 ② 病原体金属转运系统的适应性进化 ③ 慢性炎症导致的金属稳态失衡。这些发现为糖尿病伤口感染的精准防控提供了新思路，特别是针对金属转运系统的靶向干预可能突破传统抗生素治疗瓶颈。