研究发现粘液分子可以预防霍乱的发生-全球球精选

来源：cnBeta 　2023-01-11 20:44:09

麻省理工学院（MIT）的研究人员发现了存在于粘液中的分子，它们有能力通过破坏负责微生物切换到有害状态的基因来阻碍霍乱感染。这些分子被称为糖类，在粘液蛋白--构成粘液的凝胶化合物中起着重要作用。来自麻省理工学院的团队确定了一种特定的糖类，可以抑制霍乱弧菌产生负责导致严重腹泻的毒素，这是霍乱的一个常见症状。

如果这些糖可以被送到感染部位，它们可以帮助加强粘液屏障并预防霍乱症状，霍乱每年影响多达四百万人。研究人员说，由于糖类在不杀死细菌的情况下解除了细菌的武装，它们可能成为抗生素的一个有吸引力的替代品。

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"与抗生素不同的是，在抗生素中细菌可以很快进化出抗药性，这些糖类实际上并不杀死细菌。他们似乎只是关闭了其毒性毒素的基因表达，所以这是另一种可以尝试治疗这些感染的方法，"该研究的主要作者之一Benjamin Wang博士21岁说。

22岁的Julie Takagi博士也是该论文的主要作者之一。麻省理工学院生物工程系安德鲁和埃尔纳-维特比教授Katharina Ribbeck是这项研究的资深作者，该研究发表在EMBO杂志上。

研究小组的其他主要成员有：巴塞尔大学的研究助理Rachel Hevey；乔治亚大学的生物化学和分子生物学教授Micheal Tiemeyer；以及加州大学圣克鲁兹分校的微生物学和环境毒理学教授Fitnat Yildiz。

驯服微生物

近年来，Ribbeck和其他人发现，身体大部分地方的粘液在控制微生物方面起着关键作用。里贝克的实验室已经表明，在粘液中发现的复杂糖分子可以使细菌（如铜绿假单胞菌）和白色念珠菌酵母失去作用，防止它们造成有害的感染。

Ribbeck以前的大部分研究都集中在肺部病原体上，但在新的研究中，研究人员将注意力转向了一种感染胃肠道的微生物。霍乱弧菌经常通过受污染的饮用水传播，可导致严重腹泻和脱水。霍乱弧菌有许多菌株，以前的研究表明，这种微生物只有在被一种叫做CTX噬菌体的病毒感染时才会成为致病菌。这种噬菌体携带编码霍乱毒素的基因，这才是造成严重霍乱感染症状的真正原因。

为了使这种"毒素转换"发生，CTX噬菌体必须与细菌表面的一个受体结合，该受体被称为TCP（co-regulated pilus）。麻省理工学院的研究小组利用从猪胃肠道纯化的粘蛋白糖，发现糖抑制了细菌产生TCP受体的能力，因此CTX噬菌体不能再感染它。

研究人员还表明，暴露于粘液糖会极大地改变许多其他基因的表达，包括那些产生霍乱毒素所需的基因。当细菌暴露于这些糖类时，它们几乎不产生霍乱毒素。

当霍乱弧菌感染胃肠道内的上皮细胞时，这些细胞开始过度生产一种叫做环状AMP的分子。这使它们分泌出大量的水，导致严重的腹泻。研究人员发现，当他们将人类上皮细胞暴露在已被粘蛋白糖解除武装的霍乱弧菌面前时，这些细胞并没有产生环状AMP或开始渗水。

递送糖类

研究人员随后调查了哪些特定的糖可能作用于霍乱弧菌。为此，他们与Hevey的实验室合作，创造出他们正在研究的自然发生的粘液蛋白样本中发现的最丰富的糖的合成版本。他们合成的大多数糖的结构被称为核心1或核心2，它们在所含单糖的数量和类型上略有不同。

研究人员发现，核心2糖在驯服霍乱感染方面发挥了最大的作用。据估计，50%到60%的霍乱弧菌感染者是无症状的，因此研究人员假设，当这些霍乱阻断粘蛋白缺失时，可能会出现有症状的病例。

"我们的研究结果表明，当粘液屏障受到损害并缺乏这种特殊的糖类结构时，也许会发生感染，"Ribbeck说。

她现在正在研究如何将合成的粘液蛋白糖，可能与抗生素一起，运送到感染部位。糖类本身不能附着在T的粘膜衬里上。

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