琳琳医学——生活健康网

天天中彩票注册登录_天天彩票官网 > 临床观察 >

独特的能力有助于多产细菌折磨人类,动物甚至

2019-05-08 18:27:03 临床观察77℃

  独特的能力有助于多产细菌折磨人类,动物甚至植物

  2014年11月23日

  新的研究发现,世界上最多产的细菌之一通过一种以前没有见过任何传染性微生物的机制 - 一种触觉感受 - 来折磨人类,动物甚至植物。这种独特的能力有助于使铜绿假单胞菌普遍存在,但它也可能使这些抗生素抗性的生物容易受到新形式的治疗。

  普林斯顿大学和达特茅斯学院的研究人员在“美国国家科学院院刊”上发表研究报告称,假单胞菌是第一种仅在附着于宿主表面后发现感染的病原体。这种机制意味着细菌与大多数病原体不同,不依赖于任何一种宿主特有的化学信号,只需与任何成熟的感染生物接触即可。

  然而,研究人员发现,当被称为PilY1的蛋白质被禁用时,细菌无法感染另一种生物。这表明可能的治疗方法不是试图杀死病原体,而是针对细菌自身的感染机制。

  相应的作者,普林斯顿分子生物学副教授Zemer Gitai解释说,大多数细菌,病毒和其他引起疾病的药物都依赖于“味道”。因为它们对它们通常与之共同进化的宿主特有的化学信号作出反应。然而,通过它们的触觉,假单胞菌能够在人类,植物,动物,许多人造表面以及水和土壤中繁殖。它们可能导致人类可能致命的器官感染,并且是许多医院获得性疾病(如败血症)的罪魁祸首。细菌很大程度上不受抗生素的影响。

  之前已知“假单胞菌”感染任何物质的能力。不知道的是它如何能够检测到这么多类型的主机,“吉泰说。 “这是这项研究的关键部分 - 通过使用这种触觉而不是味觉,假单胞菌可以同样识别任何类型的合适宿主并在试图杀死它时引发感染。”

  研究人员发现,只有两种条件必须满足假单胞菌才能引发感染:表面附着和“群体感应”。一种常见的细菌机制,其中生物体可以检测到存在大量浓度的生物。研究人员专注于表面附着提示,因为它确实将假单胞菌与众不同,Gitai说,他与第一作者,Gitai小组的博士后研究员Albert Siryaporn合作。达特茅斯微生物学和免疫学教授George OToole;还有OToole实验室资深科学家Sherry Kuchma。

  为了证明细菌的广泛杀伤力,Siryaporn用细菌感染了常春藤细胞,然后将变形虫引入同一样本;假单胞菌立即检测到并迅速淹没了单细胞动物。 “细菌不知道它所处的宿主是什么类型的,” Siryaporn说。 “他们所知道的只是他们在某事上,所以他们正在进攻。它没有区分一个主机或另一个主机。“

  然而,当Siryaporn从细菌表面删除蛋白质PilY1时,细菌丧失了感染的能力,从而杀死了测试宿主变形虫。 “我们相信这种蛋白质是表面的传感器”。 Siryaporn说。 “当我们删除蛋白质时,细菌仍然存在于表面上,但他们不知道它们在表面上,因此它们从未开始出现毒力。”

  Gitai说,由于PilY1位于假单胞菌细菌的表面并且需要毒力,因此它为开发治疗假单胞菌感染的药物提供了一个全面且易于获得的目标。他说,许多药物被开发用于靶向病原体更受保护的内部组件。

  相关故事物理学家发现致命细菌用于抵御抗生素的简单机制研究发现,抗抑郁药可以传播婴儿致脓毒症,研究表明,斯坦福大学生物工程学助理教授黄德文表示,该研究表明是一种治疗病原体的新方法的重要证明 - 通过禁用而不是杀死病原体。

  “这项工作表明PilY1传感器是整个毒力反应的一种关键,打开了治疗设计的大门,专门破坏激活毒力的机械线索,”黄先生说,他对这项研究很熟悉,但却没有参与其中。

  “这是我认为将来成为抗病毒药物和抗菌药物范式的一个关键例子 - 试图杀死微生物并不一定是处理感染的最佳策略”。黄说。 “[研究人员]发现检测机械信号的分子因子对于设计这些化合物至关重要。”

  Gitai说,靶向蛋白质如PilY1可以解决细菌中抗生素耐药性日益严重的问题。在假单胞菌中禁用蛋白质并不会阻碍细菌繁殖的能力,只会感染细菌。

  当药物杀死所有目标生物体时会产生抗生素抗性,但会留下对药物产生抗药性的细菌。 Gitai说,这些突变体,以前是少数,以惊人的速度繁殖 - 大约每30分钟翻一番 - 并成为病原菌的主要菌株。他说,如果细菌有能力感染残疾,但没有被杀死,那么突变生物不太可能接管。

  

  “我非常乐观地认为,我们可以使用针对PilY1的药物来抑制整个毒力过程而不是逐个杀死细菌,”吉泰说。 “这可能是一个全新的战略。真正人们应该做的是筛选抑制毒力但保持生长的药物。这种蛋白质提供了一种可行的途径。“

  Gitai说,PilY1也存在于其他具有多种宿主的细菌中,包括淋病奈瑟氏球菌或大型细菌属Burkholderia,它们分别引起人类淋病,与假单胞菌一起,是人类肺部感染的主要原因。囊性纤维化。 PilY1可能在检测表面和引发这些其他细菌的感染方面具有类似的作用,因此可能是治疗目标。

  哈佛大学医学院遗传学教授弗雷德里克·奥苏贝尔说,这项研究可以帮助解释机会主义病原体如何能够感染多种类型的宿主。最近的研究揭示了很多关于细菌如何引发感染,特别是通过群体感应和化学信号的问题,但关于如何在一系列不相关的宿主中做到这一点的问题仍未得到解决,Ausubel说,他熟悉这项研究,但没有在其中的作用。

  “广泛的宿主范围的病原体如假单胞菌不能仅依靠化学提示来提醒其存在合适的宿主”。奥苏贝尔说。

  “有意义的是,假单胞菌将表面附着作为激活毒力的主要输入之一,特别是如果通常而不是特定表面附着于表面是信号,”他说。 “仅在附着于宿主细胞时激活毒力可能是有利的,并且其他广泛的宿主范围机会致病菌当然可能利用类似的策略。”

  资料来源:普林斯顿大学

搜索
网站分类