發現細菌血清抗性機制與調控方法
發現血清抗性菌最重要的代謝特征為甘氨酸-絲氨酸-蘇氨酸代謝通路顯著下調,采用外源甘氨酸、絲氨酸或蘇氨酸重編細菌代謝組,可以大大提高對血清補體的敏感性,同時也可以提高對抗生素的敏感性。其主要機制為外源甘氨酸、絲氨酸和蘇氨酸促進三羧酸循環中α-酮戊二酸的積累,以抑制ATP合酶;同時高濃度甘氨酸抑制嘌呤通路合成ATP; 使ATP合成的兩條主要途徑同時受到抑制,導致ATP生成下降;進而下調cAMP/CRP復合物,上調細菌外膜補體結合蛋白HtrE, NfrA和YhcD表達。高濃度的甘氨酸還可以增加質子動力勢,促進血清補體與補體結合蛋白的結合,逆轉血清抗性,實現血清補體高效殺菌(如上圖所示)。甘氨酸促進補體殺菌在人血清、小鼠血清、豬血清、魚血漿和對蝦血漿均獲得相似結果,在BALB/c小鼠和Rag1-/-(無T- 和B- 細胞免疫)細胞缺陷小鼠體內也得到證實,為控制人類和動物養殖病原菌感染提供了新的思路。 該研究不僅在解決百年難題上取得突破性進展,且在機制上有兩個新發現:一是發現一條新的能量代謝調節通路,二是發現代謝物可以優于基因調控來主導物質代謝流向。
中山大學
2021-04-13