EPIGENTEK：組蛋白H3修飾多重檢測試劑盒

肺炎鏈球菌（Streptococcus pneumoniae）是一種常見于人上呼吸道的細菌，可以在鼻腔黏膜中無癥狀攜帶，但也能引起嚴重的肺炎。上皮細胞作為細菌進入呼吸道的第一道防線，在維持體內穩態或對抗入侵病原體引起的炎癥反應中起著關鍵作用。然而，上皮細胞在維持穩態或對抗入侵的肺炎鏈球菌時的具體作用機制尚不完全清楚。近年來的研究表明，細菌病原體可以通過誘導宿主的組蛋白修飾來主動改變宿主的轉錄程序，從而促進感染。

“Epithelial cells maintain memory of prior infection with Streptococcus pneumoniae through di-methylation of histone H3”旨在探討上皮細胞如何通過組蛋白H3的二甲基化（H3K4me2）來保持對肺炎鏈球菌先前感染的記憶。

實驗方法

實驗設計：研究團隊使用人肺泡上皮細胞系A549和人鼻上皮細胞系RPMI2650作為模型，通過感染肺炎鏈球菌（TIGR4菌株）來模擬感染過程。實驗分為初次感染（1°感染）、感染后維持（PI）和二次感染（2°感染）等組別。在感染后，使用抗生素清除細菌，并通過活死細胞染色和細胞增殖實驗確保實驗結果的準確性。

轉錄組和表觀遺傳組分析：研究團隊收集了不同感染階段的細胞樣本，進行了轉錄組測序（RNA-seq）和組蛋白H3修飾的多重修飾檢測。通過RNA-seq數據，分析了感染前后細胞轉錄組的變化，特別是差異表達基因的功能富集情況。同時，使用Epigentek品牌的組蛋白H3修飾多重檢測試劑盒（貨號：P-3100）對感染前后的細胞進行了組蛋白H3多種修飾的檢測，以識別可能的持久性表觀遺傳標記。

染色質免疫沉淀測序（ChIP-seq）：為了進一步驗證ELISA的結果并探索H3K4me2在基因組上的分布，研究團隊進行了ChIP-seq實驗。使用H3K4me2特異性抗體富集了感染前后細胞中的H3K4me2修飾區域，并進行了高通量測序。通過生物信息學分析，比較了感染前后H3K4me2修飾區域的變化，并探索了這些變化與基因表達的關系。

抑制劑實驗：為了研究H3K4me2修飾的誘導機制，研究團隊使用了甲基轉移酶抑制劑Sinefungin和磷酸酶PP1抑制劑Calyculin A處理細胞，并檢測了處理前后H3K4me2水平的變化。這些實驗有助于揭示H3K4me2修飾的誘導是否依賴于特定的酶活性。

動物實驗：為了驗證體內感染情況下H3K4me2修飾的存在，研究團隊還進行了小鼠鼻腔感染實驗。在感染后收集小鼠肺部上皮細胞，并使用流式細胞術檢測了H3K4me2的修飾水平。

實驗結論

在A549細胞中通過多重酶聯免疫吸附測定（Multiplex ELISA）定量檢測21種修飾的組蛋白H3（貨號：P-3100）。雷達圖表示在時間點α（3小時）時，1°（初次感染）或PI（感染后維持）細胞與UI（未感染）細胞之間每種組蛋白H3修飾的相對變化（%）。

   研究發現，肺炎鏈球菌感染能夠誘導上皮細胞中組蛋白H3的第4位賴氨酸發生二甲基化（H3K4me2）修飾，并且這種修飾在細菌清除后至少持續9天。通過轉錄組和表觀遺傳組分析，研究團隊發現感染后的上皮細胞在轉錄水平上發生了顯著變化，并且這些變化與H3K4me2修飾的誘導和維持密切相關。進一步的研究表明，H3K4me2修飾主要定位于基因組的增強子區域，并且與特定轉錄因子的結合位點重疊。在二次感染時，具有H3K4me2修飾的上皮細胞對肺炎鏈球菌的粘附能力顯著增強，表明這種表觀遺傳修飾可能促進了感染的復發或加重。

此外，研究團隊還發現，H3K4me2修飾的誘導依賴于細菌的活性及其與上皮細胞的結合能力。使用抑制劑實驗進一步揭示了H3K4me2修飾可能不是由宿主甲基轉移酶活性的增加引起的，而是可能與去甲基化酶的活性受到抑制有關。動物實驗的結果也支持了體內感染情況下H3K4me2修飾的存在和持久性。

綜上所述，該研究揭示了肺炎鏈球菌感染能夠在上皮細胞中留下持久的表觀遺傳標記——H3K4me2修飾，并且這種修飾可能通過影響上皮細胞的轉錄狀態和表型來影響后續的感染過程。這一發現為理解細菌感染與宿主免疫反應之間的相互作用提供了新的視角，并為開發針對細菌感染的新型治療策略提供了潛在的靶點。

EPIGENTEK品牌的Histone H3修飾多重檢測試劑盒在本研究中發揮了關鍵作用，為表觀遺傳學研究提供了高效、準確的組蛋白修飾分析工具。這些發現不僅增進了我們對上皮細胞在細菌感染中作用的理解，還為開發新的抗感染治療策略提供了潛在靶點。