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Your Good Partner in Biology Research

Science:對抗疾病的“超級英雄”

日期:2015-10-30 08:53:19

 抗生素濫用使耐藥性的超級細菌日益增多,這已經成為了全球性的公共健康問題。Salk研究所的科學家們日前提出了一個全新的解決之道,用生活在腸道里的“超級英雄”細菌緩解感染帶來的致命副作用。這項研究發表在十月三十日的Science雜志上。

 

研究人員在小鼠體內發現了一種強大的大腸桿菌,能夠通過抑制肌肉萎縮提高機體對肺部和腸道感染的耐受力。肌肉萎縮是嚴重感染中常見的致命現象,比如膿毒癥和醫院內感染。如果類似的保護性細菌也存在于人體內,它們就將成為治療感染的全新途徑。

 

“感染治療一直致力于根除入侵者,但真正致命的并不是細菌本身,而是它們對機體造成的附帶傷害,”文章的資深作者,Salk研究所的助理教授Janelle Ayres說。

 

“我們的研究顯示,阻止這種傷害(肌肉萎縮)感染就不會危及生命,”她說。“我們并沒有嘗試殺死致病菌,也就不會促進耐藥菌的演化。‘超級英雄’細菌也許能幫助我們打敗超級細菌。”

 

抗生素曾經是革命性的強大藥物,但現在它們已經快到極限了,因為細菌正在快速演化出抗性。“抗生素是醫學領域的偉大突破,但這種殺菌模式明顯是有弱點的,”文章的共同第一作者Alexandria Palaferri Schiebe說。“絕大多數研究者在尋找新的抗生素,這只會讓醫生和細菌之間的軍備競賽更為激烈。提高機體對疾病的耐受能力而非根除細菌,是一種全新的治療方法。”

 

Ayers希望從腸道微生物組中找到保護性細菌,抵御感染給機體帶來的損傷。“有許多證據支持這一點,但一直沒人鑒定到這樣的菌株或是揭示這樣的機制,”Ayres說。

 

研究人員對能夠抵抗肌肉萎縮的小鼠進行了研究。他們發現,有一種大腸桿菌只存在于抗性小鼠的腸道微生物組中。正常小鼠口服這種細菌之后,也能在腸道感染和肺部感染中維持肌肉和脂肪量。進一步研究表明,當致病菌造成感染的時候,這種大腸桿菌離開腸道移動到脂肪組織,誘導保護性的應答為肌肉提供支持。

 

肺部和腸道發生感染的小鼠,通常會出現IGF-1水平下降,這種分子與肌肉量的維持有關。而保護性大腸桿菌能激活脂肪組織的IGF-1通路,在致病菌感染的同時維持正常的IGF-1水平。

 

研究人還發現,這種大腸桿菌也能通過炎性體(inflammasome)激活IGF-1肌肉維持通路。炎性體是先天免疫系統的一部分,通過在感染區域觸發炎癥來打擊入侵者。保護性大腸桿菌使用這一報警系統,通知細胞維持IGF-1水平和肌肉量。下一步研究人員需要明確的是,這種大腸桿菌能夠抵擋致病菌多久,最終機體免疫系統是否完全清除掉細菌。

 


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