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多篇文章聚焦科学家们在艰难梭菌研究领域取得的新进展!

来源:本站原创 2020-11-22 23:04

本文中,小编盘点了多篇文章,共同聚焦近年来科学家们在艰难梭菌研究领域取得的新成果,与大家一起学习!

图片来源:CDC

【1】mBio:揭秘艰难梭菌在低氧环境中得以生存的分子机制

doi:10.1128/mBio.01559-20

近日,一篇刊登在国际杂志mBio上的研究报告中,来自巴斯德研究所等机构的科学家们通过研究揭示了促进艰难梭菌在低氧环境下生存的分子机制,艰难梭菌是一种仅能在无氧环境中生长的病原体,该菌是与抗生素使用引发的相关肠道问题的主要原因,欧盟每年大约会有12.4万人感染艰难梭菌,平均每人会造成大约5000英镑的损失;艰难梭菌,尤其是致病性的变种是引发卫生保健系统中高度流行性感染的一个重要原因,其还会阻碍抗菌疗法的应用,除非研究人员揭示了背后的分子机制并开发出了行之有效的干预措施。

健康的人体肠道通常被是基本无氧的环境,但实际上胃肠道内的氧气含量是不同的,这无疑给诸如艰难梭菌等人类微生物组中的厌氧微生物带来了一定挑战,在类似于细菌的生物体中,名为flavodiiron蛋白和rubrerythrins蛋白的两种酶类家族如今已经被证明在保护生物体抵御氧化性压力方面扮演着关键角色。

【2】Sci Transl Med:科学家成功对常见酵母菌进行工程化修饰来治疗艰难梭菌感染

doi:10.1126/scitranslmed.aax4905

近日,一项刊登在国际杂志Science Translational Medicine上的研究报告中,来自马里兰大学等机构的科学家们通过对小鼠进行研究发现,以一种特定方式来修饰常见类型的酵母或许能作为一种有效疗法来治疗艰难梭菌感染,文章中,研究人员描述了如何通过修饰布拉氏酵母菌(Saccharomyces boulardii)使其产生特殊抗体来中和艰难梭菌感染所产生的毒素,同时研究者还描述了这种特殊抗体的作用方式和原理。

艰难梭菌感染通常发生在服用抗生素治疗细菌性感染的人群中,尤其是老年人,当抗生素杀灭了肠道中的有益菌群时,肠道就会对艰难梭菌的感染变得易感,诸如此类感染在老人院和某些医院非常常见,其在美国灭年会引发大约3万人死亡,而临床上所采用的疗法主要是使用较多的抗生素,当抗生素有效对于艰难梭菌感染时,研究人员就担心会导致细菌耐药性的产生,而本文研究中,研究人员发现了一种不适用抗生素就能有效抵御艰难梭菌感染的新方法。

【3】Gastroenterology:艰难梭菌通过诱导纤维酶原导致肠道损伤和扩散!

doi:10.1053/j.gastro.2020.06.032

近日,来自莫纳什大学的研究人员通过研究发现,具有破坏性的超级细菌艰难梭状芽孢杆菌劫持了人类伤口愈合系统,导致严重而持久的疾病,从而开启了治疗这种疾病的新疗法的开发。艰难梭状芽孢杆菌是最常见的医院获得性疾病,会导致持续的、危及生命的肠道感染,尤其是在老年人和免疫功能低下的患者中。

这种感染非常难以治疗,即使患者在服用了强效的、使人衰弱的抗生素数月之后,也会反复出现。艰难梭菌还对抗生素高度耐药,这极大地复杂化了治疗。莫纳什大学生物医学发现研究所(BDI)的一个研究小组发现,艰难梭菌大量激活一种叫做纤溶酶原的人体酶,从而破坏肠道组织,帮助细菌在患者体内扩散。通常,纤溶酶原及其活性形式纤溶酶蛋白以一种高度受控的方式被部署来分解疤痕组织并帮助伤口愈合。

【4】mBio:利用噬菌体递送CRISPR-Cas3有望治疗艰难梭菌感染

doi:10.1128/mBio.00019-20

在一项新的研究中,来自美国Locus Biosciences公司和北卡罗莱纳州立大学等研究机构的研究人员发现CRISPR-Cas系统可用于有效靶向并消除特定的肠道细菌,即一种引起结肠炎的病原体:艰难梭菌(Clostridioides difficile),相关研究结果近期发表在mBio期刊上。

在这项概念验证研究中,这些研究人员测试了利用一种称为噬菌体的病毒携带可编程的CRISPR来特异性靶向和消除艰难梭菌的有效性。他们能够在实验室中和在小鼠身上进行的实验中证实这种病原体减少了。研究者Rodolphe Barrangou表示,我们想要设计带有自我靶向的CRISPR有效载荷的噬菌体,并将它们递送至所选生物体(小鼠)的肠道中,以便对宿主健康产生有益影响并阻止疾病产生。

【5】mSystems:高脂肪高蛋白饮食加剧艰难梭菌感染

doi:10.1128/mSystems.00765-19

近日mSystems杂志上发表的一项新研究中,研究人员表示,喂食高蛋白,高脂饮食的小鼠比对照组小鼠更容易发生致命的艰难梭菌感染。他们的发现还表明,高碳水化合物饮食可以防止上述感染的发生。根据疾病控制与预防中心的数据,在美国,每年都有数十万人被诊断出艰难梭菌感染,并有超过10,000人死亡。服用抗生素会增加人群的感染风险。研究人员警告说,由于他们的研究是在小鼠身上进行的,还需要进一步的研究来建立这些饮食与人类感染之间的联系。

在该研究中,来自内华达大学等机构的研究人员将小鼠分为四组进行分别测试。每组小鼠都接受抗生素治疗,但与此次同时它们接受了不同的饮食:第一组小鼠摄入高脂,高蛋白饮食,第二组小鼠是高脂,低蛋白的食品;第三组小鼠是高碳水化合物饮食;第四是实验小鼠的标准实验室饮食。

图片来源:Xingjian Xu and Edwin Pozharski

【6】PNAS:科学家有望开发出治疗艰难梭菌感染的新型药物疗法

doi:10.1073/pnas.1919490117

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。

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。

【7】Acta Pharma Sinica:艰难梭菌毒素A如何进入肠道细胞?

doi:10.1038/s41401-019-0242-8

艰难梭菌感染已成为严重的,有时是致命的腹泻病的主要原因,也是日常生活中一个日益严重的问题。来自C. diff的大部分疾病是由细菌产生的毒素引起的,这会损害肠道内壁。日前一项刊登在国际杂志Acta Pharmacologica Sinica上的研究报告中,作者揭示了C. diff的两种主要毒素A和B如何进入肠细胞,这为开发不依赖抗生素的治疗方法提供了初步的线索。

2016年,Dong和他的同事揭示了毒素B的入口。利用CRISPR / Cas9基因编辑技术,他们筛选了人类细胞中的所有基因,因为它们在毒素结合和进入细胞中具有潜在作用。当他们突变基因的一个名为Frizzled的受体时,毒素无法进入细胞,肠组织变得不那么敏感。

【8】PLoS Pathog:艰难梭菌如何凭借其所产生的特殊化合物在肠道中横行霸道?

doi:10.1371/journal.ppat.1007191

艰难梭菌是引发全球大部分抗生素相关腹泻爆发的罪魁祸首,近日,一项刊登在国际杂志PLoS Pathogens上的一篇研究报告中,来自伦敦卫生与热带医学院的科学家们通过研究发现,艰难梭菌能够产生一种名为对甲酚(p-cresol)的特殊化合物,这种化合物能够帮助艰难梭菌在患者肠道中获取一种竞争性的优势,而这无形中就影响了患者机体肠道中的自然保护菌群的功能。

抗生素的使用会干扰机体中天然保护的肠道菌群,从而让患者对艰难梭菌感染变得易感,进而引发潜在的致死性疾病和并发症出现;目前研究人员迫切需要通过研究来理解艰难梭菌如何影响肠道菌群并且干扰肠道的自我平衡,但其中一个问题是,艰难梭菌是肠道中已知的18种能够产生对甲酚化合物的肠道菌群中的一种,对甲酚会抑制肠道中大范围微生物菌群的生长,但其仅会在高浓度状况下影响艰难梭菌。

【9】Science:新研究有望战胜致命性的艰难梭菌胃肠道感染

doi:10.1126/science.aar1999

在一项新的研究中,来自美国加州大学欧文分校和哈佛医学院的研究人员发现了艰难梭菌毒素B(TcdB)如何识别人G蛋白偶联受体Frizzled蛋白(FZD),即艰难梭菌用来入侵肠道细胞和导致致命性胃肠道感染的受体。这一发现可能为开发针对艰难梭菌的新型抗毒素铺平道路,而且也显示出开发新的抗癌药物的潜力。相关研究结果发表在Science期刊上。

在艰难梭菌感染中,TcdB靶向结肠上皮细胞并与FZD受体结合。这些研究人员发现在这个结合过程中,这种毒素将FZD中的某些脂质分子锁定,这会阻断调节结肠干细胞更新和结肠上皮分化的关键Wnt信号传导。研究者Jin表示,这种毒素确实是非常机智的。它利用了FZD受体为了发挥自身功能所使用的一种重要的脂质来提高它对FZD受体的结合亲和力和特异性。然而,对这种脂质的需要也暴露了TcdB的一个弱点,这个弱点可能被用来开发阻断这种毒素-受体识别的抗毒素。

【10】Nature:重磅!膳食海藻糖增加流行性艰难梭菌的毒力

doi:10.1038/nature25178

艰难梭菌(Clostridium difficile)流行病的爆发频率和严重性的增加与广泛使用的食品添加剂海藻糖相关联。在一项新的研究中,来自美国贝勒医学院等研究机构的研究人员发现在实验室测试和动物模型中,海藻糖增强了在病人感染中占主导地位的流行性艰难梭菌谱系的毒力,相关研究结果发表在Nature期刊上。

研究者表示,艰难梭菌感染在医院一直是一个问题:在过去的15年里,它已成为发达国家医院获得性感染的最常见原因。根据美国疾病控制与预防中心(CDC)的统计,艰难梭菌是美国传染病相关死亡的主要原因。在2015年,CDC报道艰难梭菌在这一年中导致将近50万人感染,并且估计有2.9万人死亡。这种细菌导致危及生命的结肠炎症和腹泻。65岁及以上的患者面临着最大的风险,而且大部分感染发生在接受医疗护理和抗生素治疗的人群中。(生物谷Bioon.com)

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