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生命学院宋旭课题组在Cell Research发表论文——发现人体内存在抗“超级细菌”蛋白

上传时间:2019-09-06阅读次数:编辑:

近日,生命科学学院宋旭教授课题组在Cell Research(IF 17.86)发表了题为Coagulation factors VII, IX and X are antibacterial proteins against drug-resistant Gram-negative Bacteria的论文。该论文的第一作者依次为陈金武副教授、博士研究生李晓杰、李灵副研究员、张婷硕士、张青副教授。通讯作者为宋旭教授。SpringerNature出版集团选择该文进行了全球新闻发布。目前,新华网、中国网、央视网、央广网、新浪、网易、科学网等诸多国内主流媒体,以及86家境外媒体已报道该发现。该研究表明凝血因子VII、IX、X不但具有凝血功能,还是人体内天然的抗超级细菌蛋白。

病原菌耐药性的日益增强使它们成为全球最紧迫的健康威胁之一。与革兰氏阳性菌相比,革兰氏阴性菌由于外膜(主要成分为LPS(脂多糖,又称为内毒素))的存在而更难杀灭。2017年,世界卫生组织(WHO)列出了12种对人类健康构成最大威胁的细菌,其中鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌和肠杆菌这三种碳青霉烯类耐药革兰氏阴性菌被列为“危急”级别。然而,自1987年以后,已经30余年没有新型抗生素面世,现在每年死于耐药菌感染的有70万人,如果没有更好的解决办法,2050年起每年死亡的人数将会是1000万。为解决这一卫生保健问题,科学家们采用了多种途径来寻找新型抗生素,但人体内是否存在抗“超级细菌”分子却一直被忽视了。

宋旭教授课题组在前期研究中,意外发现了凝血因子VII轻链蛋白(lFVII)对大肠杆菌具有抑菌活性,这预示着FVII以及凝血因子家族其他成员可能不仅仅作用于凝血,而是多功能蛋白。在确定lFVII抑菌活性的基础上,课题组研究了lFVII杀灭细菌的分子靶点和作用机制。现有的抗生素主要通过控制细菌代谢,而抗菌肽主要通过细胞膜打孔的方式杀菌。研究结果显示lFVII的作用靶点与已知的抗生素和抗菌肽均不同,lFVII是通过水解革兰氏阴性菌外膜的主要成分LPS杀菌的。这是LPS水解酶的唯一报道。

课题组评估了lFVII对包括广泛耐药(XDR)临床分离株在内的一系列革兰氏阴性菌的体外活性,研究数据显示lFVII对所有被检测的细菌都有效,最低杀菌浓度均在nM级别。在小鼠体内实验中,500μg/kg的lFVII即可救活致死剂量XDR铜绿假单胞菌感染的小鼠,降低腹腔、肝脏、脾脏中病原菌浓度。对XDR鲍曼不动杆菌感染小鼠的治疗效果类似。

凝血异常与诸如脓毒症、脑梗等多种疾病相关。因此,该研究成果提示凝血因子的凝血和杀菌双重功能可能与这些疾病的发病机制有关。此外,该项工作在临床上也具有广阔的应用前景。目前已知的抗菌药物中尚未有通过水解LPS来发挥作用的,有望研发出针对“超级细菌”感染的新型药物。

原文链接:https://www.nature.com/articles/s41422-019-0202-3

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