从土壤微生物筛选新型抗生素Teixobactin对抗细菌耐药性

摘 要:

随着细菌耐药性的出现,人们必须不断开发新抗生素。研究人员利用iChip方法从土壤细菌中筛选出一种新型抗生素Teixobactin。Teixobactin是由Eleftheria terrae细菌产生。Teixobactin能够杀死多种细菌,表现出比万古霉素更好的抗菌效果。Teixobactin的作用靶标是细菌细胞壁的脂肪酸成份,细菌脂肪酸的结构相对稳定,因此难以产生耐药性。

关键词: , , ,

从20世纪40年代开始,青霉素和链霉素等抗生素被广泛用于治疗细菌性感染。但是,随着细菌耐药性的出现,抗生素的使用寿命明显缩短,迫使人们必须不断开发新抗生素。早期的时候,大多数临床使用的抗生素都是从一些可培养微生物中筛选到的天然化合物。从20世纪60年代开始,通过这种方法筛选新抗生素变得越来越困难,因此不得不用合成方法来取代筛选天然化合物。

在实验室条件下,大约有99%的环境微生物是无法培养的,这些无法培养的微生物可能是新抗生素一种很有前途的来源。美国的科学家们开发了一种新方法以在自然环境中培养这些无法实验室培养的细菌,如iChip方法[1]。通过这些方法,已经从从发现了一些令人感兴趣的新化合物,如lassomycin。Lassomycin是一种分枝杆菌必须蛋白酶ClpP1P2C1的抑制剂[2]。

近日,美国的研究人员利用iChip培养方法,从土壤中无法人工培养的细菌中筛选鉴定出了一种新型抗生素Teixobactin,这项研究发表在《自然》(Nature)杂志[3]。

利用新设备iChip提高对土壤微生物的培养能力

产生Teixobactin的细菌是一种无法在实验室中培养的细菌。科研人员开发了一种新设备iChip,该设备利用土壤中的天然成分可以培养出土壤中的细菌。

研究人员将iChip埋在土壤中,环境中的营养分子会进入到iChip中,这使得细菌比在培养皿中更加能够茁壮成长。通常情况下,只有约1%的土壤微生物能够在实验室生长, iChip将百分比提高到了50%。

利用金黄色葡萄球菌筛选到新型抗生素Teixobactin

为了研究土壤微生物的抗菌性,研究人员利用金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus作为指示菌,研究其对土壤微生物的敏感性。通过这种方法,从能够有效杀死金黄色葡萄球菌的细菌中分离出了1000余种化合物,从中发现了25种潜在的抗生素,最终Teixobactin是具吸引力的候选抗生素。

新型抗生素Teixobactin与其它抗生素活性的比较研究

Teixobactin是由从美国缅因州草地上发现的一种名叫Eleftheria terrae的细菌产生的。Teixobactin能够杀死多种细菌,包括很多人类病原菌。最让人惊喜的是,这些病原菌无法对Teixobactin产生耐药性。

对Teixobactin、苯唑西林(oxacillin)和万古霉素进行比较研究,结果Teixobactin表现出了比万古霉素更好的抗菌效果。万古霉素是治疗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的药物。利用小鼠感染MRSA后进行对比治疗实验,结果发现,Teixobactin以比万古霉素更低的剂量让被感染的小鼠达到了100%的存活率。之外,能够导致肺结核的结核分枝杆菌也能够被Teixobactin杀死。实验还表明,Teixobactin对人体细胞无毒性。

细菌难以对Teixobactin产生耐药性

目前已知的大部分抗生素的作用靶标是针对细菌的蛋白质,细菌容易通过基因突变对靶蛋白质的结构进行改变,以逃避抗生素的作用,而Teixobactin杀死细菌的机制是结合细菌细胞壁的脂肪酸。细菌脂肪酸的结构相对稳定,很难通过基因突变的方式进行改变,因此难以产生耐药性。

新型抗生素Teixobactin的局限性

目前的研究表明,Teixobactin仅对革兰氏阳性菌有效,对革兰氏阴性菌不起作用。此外,这种化合物的溶解性有限,如果可以改善其溶解性,那么或许就可以发挥更广的用途。

参考文献:

[1] Nichols D, et al. Use of ichip for high-throughput in situ cultivation of “uncultivable” microbial species. Appl. Environ. Microbiol. 2010,76, 2445–2450.

[2] Gavrish E, Sit CS, Cao S, et al. Lassomycin, a ribosomally synthesized cyclic peptide, kills mycobacterium tuberculosis by targeting the ATP-dependent protease ClpC1P1P2. Chem Biol. 2014,24;21(4):509-518. doi: 10.1016/j.chembiol.2014.01.014.

[3] Ling LL, Schneider T, Peoples AJ, et al. A new antibiotic kills pathogens without detectable resistance. Nature, 2015,517:455–459. doi:10.1038/nature14098.

    日期:2015年03月03日  分类:耐药性
    A+

除注明外,本站内容由 细菌之家 原创或整理,转载请注明出处及链接。

本文永久链接: http://www.bacteria.cn/html/2015/1174.html

  • 请您留言:专业水平所限,谬误之处在所难免。如您发现不正之处,请在下面留言,谢谢!

发表评论

:?: :razz: :sad: :evil: :!: :smile: :oops: :grin: :eek: :shock: :???: :cool: :lol: :mad: :twisted: :roll: :wink: :idea: :arrow: :neutral: :cry: :mrgreen:

图片 表情