The msaABCR operon regulates several staphylococcal phenotypes such as biofilm formation, capsule production, protease production, pigmentation, antibiotic resistance, and persister cells formation. The msaABCR operon is required for maintaining the cell wall integrity via affecting peptidoglycan cross-linking. The msaABCR operon also plays a role in oxidative stress defense mechanism, which is required to facilitate persistent and recurrent staphylococcal infections. Staphylococcus aureus is the most frequent cause of chronic implant-associated osteomyelitis (OM). The CA-MRSA USA300 strains are predominant in the United States and cause severe infections, including bone and joint infections. The USA300 LAC strain caused significant bone damage, as evidenced by the presence of severe bone necrosis with multiple foci of sequestra and large numbers of multinucleated osteoclasts. Intraosseous survival and biofilm formation on the K-wires by USA300 LAC strains was pronounced. However, the msaABCR deletion mutant was attenuated. We observed minimal bone necrosis, with no evidence of intramedullary abscess and/or fibrosis, along reduced intraosseous bacterial population and significantly less biofilm formation on the K-wires by the msaABCR mutant. microCT analysis of infected bone showed significant bone loss and damage in the USA300 LAC and complemented strain, whereas the msaABCR mutant’s effect was reduced. In addition, we observed increased osteoblasts response and new bone formation around the K-wires in the bone infected by the msaABCR mutant. Whole-cell proteomics analysis of msaABCR mutant cells showed significant downregulation of proteins, cell adhesion factors, and virulence factors that interact with osteoblasts and are associated with chronic OM caused by S. aureus. This study showed that deletion of msaABCR operon in USA300 LAC strain lead to defective biofilm in K-wire implants, decreased intraosseous survival, and reduced cortical bone destruction. Thus, msaABCR plays a role in implant-associated chronic osteomyelitis by regulating extracellular proteases, cell adhesions factors and virulence factors. However additional studies are required to further define the contribution of msaABCR-regulated molecules in osteomyelitis pathogenesis.

中文翻译：

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msaABCR 操纵子在金黄色葡萄球菌种植体相关慢性骨髓炎中的作用 USA300 LAC

msaABCR 操纵子调节多种葡萄球菌表型，例如生物膜形成、荚膜产生、蛋白酶产生、色素沉着、抗生素抗性和持久细胞形成。msaABCR 操纵子是通过影响肽聚糖交联来维持细胞壁完整性所必需的。msaABCR 操纵子还在氧化应激防御机制中发挥作用，这是促进持续和复发性葡萄球菌感染所必需的。金黄色葡萄球菌是慢性种植体相关骨髓炎 (OM) 的最常见原因。CA-MRSA USA300 菌株在美国占主导地位，可引起严重感染，包括骨和关节感染。USA300 LAC 菌株造成严重的骨损伤，严重的骨坏死、多个死骨病灶和大量多核破骨细胞的存在证明了这一点。USA300 LAC 菌株在克氏针上的骨内存活和生物膜形成是明显的。然而，msaABCR 缺失突变体减弱了。我们观察到最小的骨坏死，没有髓内脓肿和/或纤维化的证据，骨内细菌数量减少，msaABCR 突变体在克氏针上形成的生物膜显着减少。受感染骨骼的显微CT 分析显示，USA300 LAC 和补充菌株的骨丢失和损伤显着，而 msaABCR 突变体的作用减弱。此外，我们观察到被 msaABCR 突变体感染的骨骼中的 K 线周围的成骨细胞反应和新骨形成增加。msaABCR 突变细胞的全细胞蛋白质组学分析显示，与成骨细胞相互作用并与金黄色葡萄球菌引起的慢性 OM 相关的蛋白质、细胞粘附因子和毒力因子显着下调。这项研究表明，在 USA300 LAC 菌株中删除 msaABCR 操纵子会导致克氏针植入物中的生物膜有缺陷，降低骨内存活率，并减少皮质骨破坏。因此，msaABCR 通过调节细胞外蛋白酶、细胞粘附因子和毒力因子在植入物相关的慢性骨髓炎中发挥作用。然而，需要更多的研究来进一步确定 msaABCR 调节的分子在骨髓炎发病机制中的作用。和与成骨细胞相互作用并与由金黄色葡萄球菌引起的慢性 OM 相关的毒力因子。这项研究表明，在 USA300 LAC 菌株中删除 msaABCR 操纵子会导致克氏针植入物中的生物膜有缺陷，降低骨内存活率，并减少皮质骨破坏。因此，msaABCR 通过调节细胞外蛋白酶、细胞粘附因子和毒力因子在植入物相关的慢性骨髓炎中发挥作用。然而，需要更多的研究来进一步确定 msaABCR 调节分子在骨髓炎发病机制中的作用。和与成骨细胞相互作用并与由金黄色葡萄球菌引起的慢性 OM 相关的毒力因子。这项研究表明，在 USA300 LAC 菌株中删除 msaABCR 操纵子会导致克氏针植入物中的生物膜有缺陷，降低骨内存活率，并减少皮质骨破坏。因此，msaABCR 通过调节细胞外蛋白酶、细胞粘附因子和毒力因子在植入物相关的慢性骨髓炎中发挥作用。然而，需要更多的研究来进一步确定 msaABCR 调节的分子在骨髓炎发病机制中的作用。msaABCR 通过调节细胞外蛋白酶、细胞粘附因子和毒力因子在植入物相关的慢性骨髓炎中发挥作用。然而，需要更多的研究来进一步确定 msaABCR 调节的分子在骨髓炎发病机制中的作用。msaABCR 通过调节细胞外蛋白酶、细胞粘附因子和毒力因子在植入物相关的慢性骨髓炎中发挥作用。然而，需要更多的研究来进一步确定 msaABCR 调节的分子在骨髓炎发病机制中的作用。