发现细菌血清抗性机制与调控方法
发现血清抗性菌最重要的代谢特征为甘氨酸-丝氨酸-苏氨酸代谢通路显著下调,采用外源甘氨酸、丝氨酸或苏氨酸重编细菌代谢组,可以大大提高对血清补体的敏感性,同时也可以提高对抗生素的敏感性。其主要机制为外源甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸促进三羧酸循环中α-酮戊二酸的积累,以抑制ATP合酶;同时高浓度甘氨酸抑制嘌呤通路合成ATP; 使ATP合成的两条主要途径同时受到抑制,导致ATP生成下降;进而下调cAMP/CRP复合物,上调细菌外膜补体结合蛋白HtrE, NfrA和YhcD表达。高浓度的甘氨酸还可以增加质子动力势,促进血清补体与补体结合蛋白的结合,逆转血清抗性,实现血清补体高效杀菌(如上图所示)。甘氨酸促进补体杀菌在人血清、小鼠血清、猪血清、鱼血浆和对虾血浆均获得相似结果,在BALB/c小鼠和Rag1-/-(无T- 和B- 细胞免疫)细胞缺陷小鼠体内也得到证实,为控制人类和动物养殖病原菌感染提供了新的思路。 该研究不仅在解决百年难题上取得突破性进展,且在机制上有两个新发现:一是发现一条新的能量代谢调节通路,二是发现代谢物可以优于基因调控来主导物质代谢流向。
中山大学
2021-04-13