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研究人员针对亚精胺生产对抗沙门氏菌新出现的耐药性

本站发布时间:2024-05-09 16:51:41

伤寒等食源性疾病由鼠伤寒沙门氏菌引起,对公众健康构成严重威胁,尤其是在印度。滥用抗生素使这种细菌产生耐药性,成为治疗感染的主要障碍

印度科学研究所微生物与细胞生物学系教授Dipshikha Chakravorty表示:“沙门氏菌的生存策略是卓越的。随着沙门氏菌耐药性的增加,根本不可能根除。”

在最近发表在《氧化还原生物学》上的一项研究中,她和她的团队精确定位了细菌如何利用一种名为亚精胺的关键分子来保护自己免受宿主防御机制的攻击。他们还发现,美国食品药品监督管理局批准的现有药物可以减少亚精胺的产生,削弱细菌引起感染的能力

当沙门氏菌感染宿主时,它会被巨噬细胞吞噬,巨噬细胞是宿主免疫系统的一部分。吞噬后,巨噬细胞开始增加其内部活性氧(ROS)和活性氮(RNS)的产生。这为细菌的生存创造了一个充满敌意的环境

沙门氏菌似乎依赖的关键分子之一是一种名为亚精胺的多胺。细菌不仅合成自己的亚精胺,还劫持宿主机器产生更多的分子

在目前的研究中,研究人员发现亚精胺对沙门氏菌保护自己免受巨噬细胞内的氧化应激至关重要。亚精胺专门调节一种名为GspSA的酶的表达,该酶使亚精胺与一种名为谷胱甘肽(GSH)的蛋白质紧密结合。这种结合物与各种细菌蛋白质形成化学键,在氧化应激过程中增强和保护它们

与感染正常沙门氏菌的小鼠相比,感染缺乏输入和产生亚精胺能力的突变沙门氏菌小鼠显示出更高的存活率

Chakravorty解释道:“细菌和宿主的亚精胺就像沙门氏菌抵御活性氧的有力武器。”

有了这一发现,研究小组开始寻找可以降低宿主中亚精胺水平的药物

该团队专注于D,L-二氟甲基鸟氨酸(DFMO),这是一种美国食品药品监督管理局批准的药物,广泛用于治疗人类非洲锥虫病。他们发现,DFMO不可逆地阻断鸟氨酸脱羧酶,这是一种参与宿主亚精胺生物合成途径关键步骤的酶,降低了其水平,使细菌更容易受到攻击。服用该药物的小鼠显示出更好的存活率

“由于我们针对的是宿主机器,而不是细菌,它不会在基因上进化,”MCB的前博士生、论文第一作者Abhilash Vijay Nair解释道

<p>DFMO还作用于另一种称为精氨酸酶的酶,精氨酸蛋白酶负责确保一种叫做精氨酸的氨基酸可用于亚精胺的合成。当精氨酸酶被阻断时,合成的亚精胺减少,再次使细菌更容易受到氧化应激的影响

因此,研究人员说,DFMO是治疗沙门氏菌病的一种很有前途的候选药物。在未来的研究中,他们试图找出可能参与控制亚精胺合成的其他参与者
More information: Abhilash Vijay Nair et al, Salmonella Typhimurium employs spermidine to exert protection against ROS-mediated cytotoxicity and rewires host polyamine metabolism to ameliorate its survival in macrophages, Redox Biology (2024). DOI: 10.1016/j.redox.2024.103151

Journal information: Redox Biology

Provided by Indian Institute of Science

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