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PNAS:科学家有望开发出治疗艰难梭菌感染的新型药物疗法

来源:本站原创 2020-01-09 10:44

2020年1月9日 讯 /生物谷BIOON/ --近日,一项刊登在国际杂志Proceedings of the National Academy of Sciences上的研究报告中,来自纽约市立大学等机构的科学家们通过研究或有望帮助开发治疗艰难梭菌(clostridium difficile)感染的新药,艰难梭菌会引发腹泻、恶心、内出血和潜在死亡,其对公众健康会带来严重威胁,每年在美国这种细菌都会感染大约50万人,而且会造成1.5万人死亡。

图片来源:Xingjian Xu and Edwin Pozharski

如今,抗生素的过度使用越来越多地将病人置于医疗设施中,这样就会使其面临感染艰难梭菌的风险,同时也是使得某些菌株更加难以治疗;这项研究中,研究人员发现,艰难梭菌所释放的一种毒素或能帮助他们开发新型药物来阻断这种毒素的功能,同时也能有效抑制细菌进入人类细胞引发感染。

研究者Amedee de Georges博士表示,最危险的艰难梭菌会释放一种二元毒素(binary toxin),其能与细胞结合并产生一种成孔通道,从而使得细菌毒素能够直接进入细胞内部引发损伤;文章中,研究人员结合了多种生物物理学成像技术对细菌所产生的二元毒素进行成像和特征 分析,同时还能锁定这些毒素的位置,相关信息就能帮助研究人员开发新型药物来有效预防艰难梭菌的感染。

研究人员将低温电子显微镜技术、X射线晶体学技术、核磁共振技术和小角X射线散射技术相结合,观察并鉴别出了艰难梭菌所释放的毒素的结构和作用机制,研究者认为,艰难梭菌释放的毒素是一种二元毒素,即其需要两种组分才能发挥作用;同时这种二元毒素还会采用类似于炭疽毒素进入细胞的方式来进入宿主细胞,以此为研究起点,研究人员或有望阐明艰难梭菌与炭疽杆菌的差异。如今研究人员发现了两种相似但却不同形式的艰难梭菌毒素,其中一种能形成成孔通道,而另外一种则会形成一种看不见的通道,这或许就能为研究人员提供线索来设法抑制通道的形成并阻断细菌进入到宿主细胞内。

如今研究人员在艰难梭菌毒素结构域中鉴别出了一种新型的钙结合位点,此前他们并未在任何其它类似的毒素中发现过这种类型的结构结合,这就表明,这种新型的钙结合位点或在调节艰难梭菌进入细胞的过程中扮演着关键角色,后期研究人员还将继续深入研究开发抵御艰难梭菌感染的新型药物或疗法。(生物谷Bioon.com)

原始出处:

Xingjian Xu, Raquel Godoy-Ruiz, Kaylin A. Adipietro, et al. Structure of the cell-binding component of the Clostridium difficile binary toxin reveals a di-heptamer macromolecular assembly, Proceedings of the National Academy of Sciences (2020). DOI:10.1073/pnas.1919490117

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