科學家們在抗菌研究領域取得的新成果
本文中，小編整理了多篇研究成果，共同聚焦科學家們在抗菌研究領域取得的新進展，與大家一起學習！
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【1】Sci Adv：線蟲神經系統(tǒng)調控皮膚抗菌免疫反應
doi：10.1126/sciadv.aaw4717
近日，一項刊登在國際雜志Science Advance上的研究報告中，來自華盛頓州立大學的研究人員通過研究秀麗隱桿線蟲，首次發(fā)現神經系統(tǒng)響應細菌感染從而調控蠕蟲的表皮（一種類似于皮膚的外部屏障）抗感染功能的內在機制；秀麗隱桿線蟲通常在生物學研究中用作模型生物，其結構相對簡單，同時仍與包括人類在內的更復雜的哺乳動物具有幾種遺傳相似性，因此這一發(fā)現也對人類健康具有重要意義。
我們的研究挑戰(zhàn)了傳統(tǒng)的觀點—蠕蟲的角質層或人的皮膚等物理屏障不能對感染做出反應，而只是人體對病原體的被動防御的一部分，研究結果表明，在感染過程中，線蟲可以改變其表皮結構，而防御反應是由神經系統(tǒng)控制的。
【2】Science：新研究揭示人類微生物組是潛力巨大的新型抗菌藥物聚寶盆
doi：10.1126/science.aax9176
就像淘金熱中的淘金者曾經在北加州的山上開采這種閃亮的貴金屬一樣，“生物勘探者（bioprospector）”也在尋找新的獎項：潛在的抗菌分子，而且他們正在人類微生物組（microbiome）中尋找它們。近二十年來，科學家們一直在揭開將人體作為家園的這些微生物群落的神秘面紗。如今，他們將人類微生物組視為一種未開發(fā)的分子來源，所提供的分子可能有助于抗擊感染并且有可能治療其他疾病。在一項新的研究中，美國普林斯頓大學的研究人員將生物信息學與合成生物學相結合，鑒定出具有類似藥物功能的生物活性小分子。通過使用他們的新計算算法，他們能夠闡明潛在有效抗菌分子的DNA指紋，相關研究結果近期發(fā)表在Science期刊上。
人類微生物組中包含成千上萬種細菌，其組成在人體不同部位之間以及在不同人體之間都不同。人類微生物組由生活在人體內部和表面上的多種共生微生物---包括巨大的細菌菌落，甚至包括有益的病毒和真菌---組成，它們作為每個人的個人生態(tài)系統(tǒng)的一部分，共生地茁壯成長。盡管近年來在闡明人類微生物組對人類健康和疾病的影響方面取得了顯著進展，但是控制這些影響的潛在分子和機制仍未得到充分探索，至少到目前為止就是如此。
【3】Cell Res：抗菌新藥有望被開發(fā)！血凝因子或能通過水解脂多糖來殺滅多種多重耐藥細菌！
doi：10.1038/s41422-019-0202-3
日前，一項刊登在國際雜志Cell Research上的研究報告中，來自中國四川大學的科學家們通過研究發(fā)現，凝血因子或有望幫助開發(fā)抵御多重耐藥細菌的新型療法，凝血因子主要參與了機體損傷后的凝血過程。多重耐藥細菌所誘發(fā)的感染是如今全球所面臨的重要公眾健康風險，而人類往往缺少抵御這些耐藥性細菌的藥物，研究人員發(fā)現，血液中凝血因子的缺失（比如血友病患者經常出現的狀況）往往與細菌感染性疾病的發(fā)生直接相關，比如肺炎等，這或許就表明，凝血因子或許在機體抗感染機制及血凝過程中扮演著非常關鍵的角色。
這項研究中，研究人員通過研究發(fā)現，在血液凝固過程中扮演關鍵角色的凝血因子VII、IX和X或許能夠有效抵御多重耐藥性病原體，比如銅綠假單胞菌和鮑氏桿菌等，這些細菌均因抗生素耐藥性而入選了WHO近日列為威脅人類健康的12種病原體中。革蘭氏陰性菌的特征主要表現在其細胞膜上，其細胞膜是由一層內細胞膜及藥物難以滲入殺死細菌的細胞外膜組成。
【4】eLife：果蠅的抗菌防御系統(tǒng)或能作為潛在的腫瘤殺手
doi：10.7554/eLife.45061
近日，一項刊登在國際雜志eLife上的研究報告中，來自英國癌癥研究所的科學家們通過研究發(fā)現，一種名為防御素（defensin）的抗菌制劑能通過使標記的細胞被破壞，從而殺滅腫瘤細胞并降低果蠅體內腫瘤的尺寸；本文研究中，研究人員首次在活體動物中發(fā)現，能夠幫助抵御感染的抗菌肽（AMPs，antimicrobial peptides）能夠幫助抵御癌癥，如果未來能夠在大型動物和人類機體中證實抗菌肽效果的話，未來有望幫助科學家們開發(fā)出新型抗癌療法。
此前研究結果表明，AMPs能夠殺滅實驗室中培養(yǎng)的癌細胞，但其并未在活體生物中證實該結果；研究者Jean Philppe Parvy指出，我們利用黑腹果蠅進行研究來闡明在識別和消滅有害微生物中扮演關鍵作用的“機器”是否能夠識別活體生物中的惡性細胞并以類似的方式將其消滅。
【5】Nat Commun：靶向作用細菌“超強力膠水”蛋白有望開發(fā)出新型抗菌療法
doi：10.1038/s41467-019-09814-6
近日，一項刊登在國際雜志Nature Communications上的研究報告中，來自拉籌伯大學和昆士蘭大學的科學家們通過研究闡明了細菌外膜（細菌的超強力膠水）中的特殊蛋白粘附在機體某些部位并不斷繁殖的分子機制，相關研究結果或有望幫助開發(fā)預防和治療細菌性感染的創(chuàng)新性療法，同時也有望推動科學家們開發(fā)新型的抗菌策略。
文章中，研究者重點對一種名為UpaB的蛋白質進行研究，細菌擁有的這種超級膠水蛋白（UpaB）會使得50%的女性在其一生中出現尿路感染。研究者在引發(fā)感染的其它病原體外膜中也發(fā)現了相似的蛋白質，包括食物中毒、百日咳、腦膜炎、斑疹傷寒和衣原體感染等。研究者Bena Heras表示，本文研究或能幫助研究人員開發(fā)抵御細菌抗生素耐藥性的新型解決策略。
圖片來源：Nature, 2019, doi:10.1038/s41586-019-1735-9
【6】FCIM：抗菌導管涂層有助于抵抗感染
doi：10.3389/fcimb.2019.00037
日前，一項刊登在國際雜志Frontiers in Cellular and Infection Microbiology上的研究報告中，來自布朗大學的研究人員開發(fā)了一種用于血管內導管的新型抗菌涂層，有朝一日可以幫助預防血管相關的血流感染。這些感染是醫(yī)院，醫(yī)療保健提供者以及最重要的患者的主要負擔，研究人員想開發(fā)一種能夠殺死浮游[自由漂浮]細菌并防止表面細菌定植的涂層。我們收集的最初數據表明，我們有一些非常有希望的東西。”
研究人員表明，聚氨酯涂層可以很容易地應用于各種醫(yī)學相關的表面并逐漸釋放一種名為金諾芬的藥物，可以在實驗室測試中殺死耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）細菌近一個月。測試還表明涂層可以防止MRSA生物膜的形成，一旦建立，它對抗微生物處理特別有彈性。
【7】Nature：發(fā)現一種阻止細菌生長的新毒素，有望抵抗超級細菌
doi：10.1038/s41586-019-1735-9
在一項新的研究中，來自美國麻省理工學院和加拿大麥克馬斯特大學的研究人員發(fā)現一種新的殺菌毒素：Tas1，它有望抵抗超級細菌傳染病。細菌將這種抑制生長的毒素注入到作為競爭對手的細菌中以獲得競爭優(yōu)勢，相關研究結果近期發(fā)表在Nature期刊上。
研究人員在發(fā)現一種新的毒素后一直在研究細菌如何分泌抗菌分子。這種毒素是一種科學家們從未發(fā)現過的抗菌酶。在確定了這種毒素的分子結構之后，Whitney和Ahmad意識到，它類似于合成一種眾所周知的稱為（p）ppGpp的細菌信號分子的酶。這種信號分子在正常情形下有助于細菌在應激條件下（比如接觸抗生素）生存。研究者表示，這種毒素的三維結構起初令人困惑，這是因為沒有已知的毒素看起來像制造（p）ppGpp的酶，而（p）ppGpp本身不是一種毒素。
【8】Nat Commun：抗菌免疫反應如何保持特異性？
doi：10.1038/s41467-017-02234-4
一些類型的葡萄球菌能夠在人體皮膚以及粘膜層生長，并且保持與宿主彼此之間相安無事。但其它一類型的則存在于土壤以及水環(huán)境中。當我們機體遇到上述細菌的時候，免疫系統(tǒng)會激活以消除任何可能的感染。但免疫系統(tǒng)究竟是如何分辨有害的病原菌以及無害的共生菌的呢？最近來自Tübingen大學的Friedrich G？tz教授做出的研究成果對此進行了揭示。
研究者們發(fā)現其中的關鍵在于細菌脂蛋白表面連接的長鏈脂肪酸。脂肪酸的長度往往決定了免疫系統(tǒng)的反應強度。這一發(fā)現發(fā)表在Nature Communcations雜志上；研究者們首先分析了人體皮膚表面的共生菌“金黃色葡萄球菌”，他們將其與存在于肉制品中的肉葡萄球菌進行了比較。人體免疫系統(tǒng)通過特殊的受體識別葡萄球菌表面的脂蛋白，這使得我們能夠識別外界的入侵物。“我們發(fā)現免疫系統(tǒng)對金黃色葡萄球菌的反應強度遠遠低于肉葡萄球菌”。
【9】Science：重磅！發(fā)現腸道細胞抵抗細菌感染的后備免疫防御通路
doi：10.1126/science.aal4677
調節(jié)一種被稱作自噬的細胞循環(huán)系統(tǒng)的基因經常在克羅恩病（Crohn's disease）患者中發(fā)生突變，但是自噬與炎癥性腸病之間存在的關聯(lián)仍然是未知的。如今，在一項新的研究中，來自美國德州大學西南醫(yī)學中心等機構的研究人員在小鼠中發(fā)現一種后備的抗病原體系統(tǒng)利用細胞中的自噬復合體運送蛋白武器到前線（即細胞表面）來抵抗細菌攻擊，相關研究結果發(fā)表在Science期刊上。
研究者表示，這是首個例子說明這種替代通路在動物體內用于免疫防御。國疾病控制與預防中心（CDC）估計，大約有300萬美國居民患上炎癥性腸病（包括克羅恩病和潰瘍性結腸炎），其中克羅恩病患者和潰瘍性結腸炎患者大約各占一半。這兩種疾病的特征是慢性胃腸道炎癥。
【10】Nat Commun：科學家對古老抗生素進行修飾 有望開發(fā)出新型抗菌藥物
doi：10.1038/s41467-017-02118-7
日前，一項發(fā)表在國際雜志Nature Communications上的研究報告中，來自沃威克大學等機構的研究人員通過研究深入解析了抗生素D-環(huán)絲氨酸在分子水平下發(fā)揮作用的分子機制。相關研究或有望幫助開發(fā)治療耐藥性致病菌感染的新型有效的抗生素療法。
D-環(huán)絲氨酸是一種古老的抗生素，其能有效治療諸如結核病等多種致病菌感染，但通常是作為二線治療藥物，因為其會產生一定的副作用。如今研究者發(fā)現，D-環(huán)絲氨酸能夠以多種不同的方式對多個細菌靶點發(fā)揮作用，該藥物能通過抑制細菌細胞中兩種不同的酶類來發(fā)揮作用，這兩種酶類分別為D-丙氨酸外消旋酶和D-丙氨酸—D-丙氨酸連接酶，每一種酶類都能幫助構建并維持細胞壁結構的完整性。（生物谷Bioon.com）
