拉筹伯大学的科学家们发现了一种引起腹泻的大肠杆菌菌株如何使用“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致病性大肠杆菌（EPEC）分泌的一种毒素的三维结构，并展示了这种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尼亚·赫拉斯教授表示，了解这种危险的细菌毒素的工作原理对于未来开发新的、有针对性的药物以治疗EPEC感染至关重要，尤其是在抗菌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，包括主要引起腹泻疾病的EPEC，对常用抗生素的耐药性正在不断增加。”
“这非常令人担忧，因为每年有130万五岁以下的儿童因腹泻性疾病而死亡，这些疾病与严重的脱水和电解质丢失有关。”
“揭示EPEC的有毒武器的结构及其破坏细胞的方式，使我们更接近于阻止这种影响数百万人的致命疾病。”
有超过五种类型的大肠杆菌可以通过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受到关注的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，有时临床医生需要使用对人体有毒的极强的最后一道防线抗生素。
帕克斯曼博士说：“我们在治疗细菌性疾病方面已经没有太多选择，有些细菌病原体现在已经对所有抗生素都产生了耐药性。”
“虽然仍在开发新的抗生素，但进展非常缓慢，当它们上市时，往往会被纳入管理，只在绝对必要时才使用，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的细菌——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，都会导致广泛耐药。”
赫拉斯教授、帕克斯曼博士和论文的第一作者阿基拉·皮拉皮蒂亚博士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）的多学科团队合作。
皮拉皮蒂亚博士在攻读博士学位期间参与了这项研究，她表示，多学科团队的合作对于理解EPEC如何将EspC作为分子武器至关重要。
“人们已经知道EPEC使用EspC作为毒素，但对其结构和工作原理知之甚少。”皮拉皮蒂亚博士说。
“通过采用多学科方法，我确定了EspC毒素的三维结构，展示了它的构造及其各个部分的作用。”
“这一知识为设计新的、更具体的药物奠定了基础，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。”
赫拉斯教授希望这种多学科方法能够为其他研究人员寻找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：“我们的工作表明，结合不同领域的科学可以帮助解决复杂的研究问题，并支持开发保护人类健康的新药物。”
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）和拉筹伯分子科学研究所（LIMS）的成员，赫拉斯教授还是感染与免疫项目联合负责人。
这项研究是在拉筹伯科学家拉克什米·维耶韦伊克拉玛博士、罗伯特·派克教授和景庞以及伯内特研究所和澳大利亚国立大学的合作者的协助下进行的。
DOI:
(全文结束)
