拉筹伯大学的科学家们发现了腹泻型大肠杆菌如何使用“分子剪刀”来切割并破坏肠道细胞，导致严重的疾病甚至死亡。
这项发表在《肠道微生物》杂志上的研究首次揭示了由致病性大肠杆菌（EPEC）细菌分泌的一种毒素的三维结构，并展示了细菌如何利用这种毒素侵入并破坏肠道上皮细胞。
这种毒素是一种名为EspC的酶，它通过切割细胞内部的蛋白质结构来破坏细胞。
领导这项研究的拉筹伯大学科学家贝戈纳·赫拉斯教授表示，了解这种危险细菌毒素的工作原理对于未来开发新的、针对性的药物以治疗EPEC感染至关重要，尤其是在抗生素耐药性日益增加的情况下。
赫拉斯教授说：“许多大肠杆菌菌株，包括EPEC，是引起腹泻的主要原因，这些菌株对常用抗生素的耐药性越来越强。这令人担忧，因为每年有130万名5岁以下儿童因腹泻性疾病而死亡，原因是严重的脱水和电解质流失。”
“揭示EPEC的毒物结构及其破坏细胞的方式，使我们离阻止这种影响全球数百万人的致命疾病更近一步。”
有超过五种类型的大肠杆菌以不同的方式破坏上皮细胞，从而引起肠道感染。其中包括最近因沙拉菠菜召回事件而闻名的STEC，它使用志贺毒素侵入肠道细胞；以及本研究的主题EPEC，它使用EspC毒素，是全球儿童和婴儿腹泻的主要原因。
目前，由多种不同菌株引起的大肠杆菌感染通常用广谱抗生素治疗。然而，这些药物会杀死有害和有益的肠道细菌，而且大肠杆菌的快速适应能力意味着这些病原体正在对许多抗生素产生耐药性。
与赫拉斯教授共同领导这项研究的杰森·帕克斯曼博士表示，治疗大肠杆菌感染变得越来越困难，临床医生经常需要使用最后手段的强效抗生素，这意味着没有其他治疗方法可用。
帕克斯曼博士说：“我们在治疗细菌性疾病方面已经快没有选择了，有些细菌病原体现在对所有抗生素都具有耐药性。”
“新的抗生素仍在开发中，但进展非常缓慢，当它们上市时，往往会被纳入管理，只有在绝对必要时才会使用，因为细菌可能在短短几年内就对其产生耐药性。”
“这是一个巨大的问题，因为大多数传统抗生素并不针对特定细菌——这意味着一种抗生素可以对许多细菌种类施加选择压力，无论是大肠杆菌、金黄色葡萄球菌等，导致广泛耐药于同一种药物。”
赫拉斯教授、帕克斯曼博士和论文的第一作者阿基拉·皮拉皮蒂亚与拉筹伯分子科学研究所（LIMS）和拉筹伯农业、生物医学和环境学院（SABE）的多学科研究团队合作。
作为其博士研究的一部分，皮拉皮蒂亚博士表示，与多学科团队合作对于理解EPEC如何使用EspC作为分子武器至关重要。
皮拉皮蒂亚博士说：“已经知道EPEC使用EspC作为毒素，但对其结构和工作原理知之甚少。”
“通过采用多学科方法，我能够确定EspC毒素的三维结构，显示其构建方式及其各部分的作用。”
“这些知识为设计新的、更具针对性的药物奠定了基础，这些药物可以解除EPEC的武装，对抗腹泻感染，并保护我们的肠道细胞免受损害。”
赫拉斯教授希望多学科方法能够为其他研究人员找到许多有害病原体的新潜在治疗方法铺平道路。
赫拉斯教授说：“我们的工作展示了如何结合不同领域的科学可以帮助解决复杂的研究问题，并支持开发新的药物以保护人类健康。”
赫拉斯教授、帕克斯曼博士和皮拉皮蒂亚博士是拉筹伯农业、生物医学和环境学院（SABE）及拉筹伯分子科学研究所（LIMS）的成员，赫拉斯教授是感染与免疫项目的联合负责人。
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