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抗生素促进细菌的菌膜生成的机制

日期:2015-02-26 00:00:00

许多人都把服用抗生素作为治疗细菌感染的方法。而来自北卡罗来纳大学教堂山分校研究者们认为这一观点需要做一些修改了。由该校微生物与免疫系的Elizabeth Shank博士以及药学系的研究生Rachel Bleich主导完成的这项研究不仅为大家治疗细菌感染提供了新的思路,而且从根源上改变了大家对微生物分泌抗生素的原因的理解。

 
"很长时间内大家所认为的细菌分泌抗生素的原因是杀死其它细菌,这也是大家喜爱它们的原因,然而,大家同时也清楚抗生物质有时候会产生严重的副作用,比如它会促进细菌菌膜的形成"。Shank与她的团队发现促进菌膜形成压根不是抗生素的副作用。这一发现说明细菌通过分泌抗生素促进菌膜的形成与其杀菌作用一样,也是长久进化的结果。
 
菌膜是细菌群落表面的一层结构,牙医们称之为牙斑。有些情形下菌膜具有积极的作用,比如保护植物根系不受到病原体的侵染,然而同时它也是有害的,比如当细菌在患者的胃食管或导尿管处形成菌膜时就会引发疾病。"许多细菌通过生成菌膜来抵抗外源微生物分泌的抗生素的杀伤作用,这是众所周知的。但以前的观点往往认为这是细菌受到刺激时的应激反应。大家的研究否定了这一观点:大家发现一类抗生素能够特异性促进菌膜的生成,这与它的杀伤作用并没有关系。"Shank与她的团队报道了一种土壤中的细菌:蜡样芽孢杆菌能够促进另一类细菌:枯草芽孢杆菌菌模的形成,具体的分子机制还不清楚。
 
通过质谱成像的手段,她们随后发现了高硫青霉素是一类能够促进菌膜形成的小分子信号物质。高硫青霉素是一类噻唑肽类抗生素,被一系列细菌所分泌。Shank与其同事认为高硫青霉素具有两个不同的特殊功能,但具体的原因她们并不清楚。另外,通过化学修饰的方式,她们改变了高硫青霉素一部分结构,发现改变后的分子失去了杀伤作用,但并不影响其促进菌膜生成的能力。
 
"这几发现意味着抗生素能够独立地,同时地激活菌膜的生成,这一作用是通过某种特殊的信号传递方式完成的",Shank说道,"这一发现改变了以往大家队抗生素这一副作用的看法,也许对未来抗生素治疗手段的改进上具有重要的意义"。

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