日本判明沙门氏菌存活术,有望开发新型抗菌药

生命科学 2018年10月18日
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多重耐药细菌在全球范围的增加已成为日益严重问题,沙门氏菌就是其中之一。日本东北大学与熊本大学的共同研究全球首次确认,沙门氏菌在感染时会巧妙地利用硫代谢物来引起宿主的生物防御异常,逃避宿主的防御机制之一的自噬机制。这是一个划时代的发现。利用此次的发现,有望开发以致病菌的独特硫代谢路径为靶向的全新选择性抗菌药。

有关研究成果已于2018年9月6日发布在Cell Press的杂志《细胞化学生物》(Cell Chemical Biology)上。

众所周知,治疗传染病一般使用抗菌药,但在近年来的临床现场,随着多重耐药菌的出现,现有抗菌药不起作用的传染病已成为严重问题,需要开发基于新作用机理的抗菌药。

人类的身体里原本存在各种细菌防御机制(生物防御),以此来预防外部的细菌感染。但部分致病菌具备巧妙躲避生物防御的功能,这是导致人类身体感染与寄生细菌并导致传染病扩大的原因。因此,开发以致病菌躲避生物防御功能机制为靶向的新型抗菌药备受期待。

此前,东北大学的赤池教授等人的研发小组已经在全球首次发现了利用生物体所具有的硫代谢物产生能量的新能量产生系统(硫呼吸)。这种硫呼吸不仅在包括人类在内的哺乳动物中,在致病菌的生命活动和感染中发挥着非常重要的作用,所以作为开发新型抗菌剂的标靶而备受关注。

此次,赤池教授通过与熊本大学的泽智裕教授等人进行共同研究进一步发现,食物中毒、斑疹伤寒及败血症等严重传染病的主要致病菌沙门氏菌会通过哺乳动物不存在的特殊路径产生硫代谢物,然后利用硫代谢物抑制生物防御机制之一的自噬机制(图1)。

日本判明沙门氏菌存活术有望开发新型抗菌药

图1:硫代谢物抑制自噬机制的原理

研究人员还发现,缺少硫代谢物合成路径的沙门氏菌在感染时无法逃避自噬,会被快速杀死和消除(图2)。由此可以认为,沙门氏菌不但巧妙利用硫代谢物进行硫呼吸,这些硫代谢物还会作为致病因子引起宿主的生物防御异常,从而扩大感染。

日本判明沙门氏菌存活术有望开发新型抗菌药

图2:感染后的沙门氏菌的菌数变化

文 客观日本编辑部

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