黄色ブドウ球菌ケラチノサイトの浸潤は、インテグリン結合キナーゼとRac1によって媒介されます

黄色ブドウ球菌は皮膚微生物叢の主要な成分であり、多数の深刻な感染症を引き起こします。黄色ブドウ球菌は、最初に表皮ケラチノサイトと相互作用して、完全には理解されていないメカニズムを通じて表皮障壁に違反します。表皮制限ILK遺伝子不活性化とコントロールインテグリン結合キナーゼ（ILK）を発現させるマウスを伴うマウスからの原発性ケラチノサイトを使用することにより、上皮S. aureus浸潤におけるILKの役割を調査しました。熱で覆われているが、生ではないが、バクテリアはRab55およびRab7陽性のファゴソームに内在化され、ケラチノサイト成長因子とのインキュベーションは2.5倍に増加した。ILK欠損マウスケラチノサイトは、通常の細胞よりも2〜4倍効率が低いバクテリアを内在化しました。ILK欠損細胞の生黄色ブドウ球菌による浸潤の減少は、外因性の構成的に活性なRAC1の存在下で回復しました1。したがって、Rac1は侵入中にILKから下流に機能します。さらに、Rac1欠損細胞のS. aureusによる浸潤は、正常細胞よりも2.5倍低かった。逆説的に、マウス皮膚外植片とILK欠損表皮のブドウ球菌皮膚浸透は、正常な皮膚の皮膚浸透よりも35倍高く、ILKの非存在下での表皮バリア機能の欠陥を示しています。したがって、ケラチノサイトの細菌浸潤に不可欠なILK-RAC1経路を特定し、ILKを確立したILKは、侵襲性ブドウ球菌皮膚感染を防ぐための重要な貢献者として確立されました。

Staphylococcus aureus is a major component of the skin microbiota and causes a large number of serious infections. S. aureus first interacts with epidermal keratinocytes to breach the epidermal barrier through mechanisms not fully understood. By use of primary keratinocytes from mice with epidermis-restricted Ilk gene inactivation and control integrin-linked kinase (ILK)-expressing littermates, we investigated the role of ILK in epidermal S. aureus invasion. Heat-killed, but not live, bacteria were internalized to Rab5- and Rab7-positive phagosomes, and incubation with keratinocyte growth factor increased their uptake 2.5-fold. ILK-deficient mouse keratinocytes internalized bacteria 2- to 4-fold less efficiently than normal cells. The reduced invasion by live S. aureus of ILK-deficient cells was restored in the presence of exogenous, constitutively active Rac1. Thus, Rac1 functions downstream from ILK during invasion. Further, invasion by S. aureus of Rac1-deficient cells was 2.5-fold lower than in normal cells. Paradoxically, staphylococcal cutaneous penetration of mouse skin explants with ILK-deficient epidermis was 35-fold higher than that of normal skin, indicating defects in epidermal barrier function in the absence of ILK. Thus, we identified an ILK-Rac1 pathway essential for bacterial invasion of keratinocytes, and established ILK as a key contributor to prevent invasive staphylococcal cutaneous infection.