俄勒岡大學(xué)的研究人員發(fā)現(xiàn)了一種分子機(jī)制，人類胃病原體幽門螺桿菌被吸引到漂白劑，也被稱為次氯酸或HOCI。該研究顯示幽門螺旋桿菌使用一種名為TlpD的蛋白質(zhì)來(lái)感知漂白劑并向其游動(dòng)，并且腸道沙門氏菌和大腸桿菌可以使用TlpD樣蛋白來(lái)檢測(cè)環(huán)境中的漂白劑。

研究人員提出，幽門螺旋桿菌使用蛋白質(zhì)TlpD來(lái)感知組織炎癥的部位，這可能有助于細(xì)菌定植于胃部，并可能定位受損的組織和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。該論文“ 幽門螺桿菌感染漂白劑(HOCI)是一種使用細(xì)胞溶質(zhì)化學(xué)感受器的化學(xué)引誘劑”，于8月29日出現(xiàn)在PLOS Biology雜志上。

研究人員表示，由幽門螺旋桿菌引起的健康負(fù)擔(dān)特別大，因?yàn)樗腥玖耸澜缟洗蠹s一半的人口，在一些發(fā)展中地區(qū)感染率接近100%。這種細(xì)菌占據(jù)胃內(nèi)的小口袋，稱為胃腺，被認(rèn)為可以保護(hù)它免受惡劣的胃環(huán)境影響。

幽門螺桿菌引起慢性炎癥和胃潰瘍。它是胃癌的主要危險(xiǎn)因素，胃癌是全球最常見的癌癥之一。

“研究這種特殊蛋白質(zhì)的部分理由是，我們知道幽門螺桿菌對(duì)導(dǎo)致細(xì)菌能夠感染和引起疾病的導(dǎo)航系統(tǒng)非常重要，”主要作者，大學(xué)博士后研究員Arden Perkins說(shuō)。俄勒岡州。“如果我們來(lái)了解這種蛋白質(zhì)的功能是什么，我們就有可能用一種新藥來(lái)破壞它的功能。”

與大多數(shù)細(xì)菌一樣，幽門螺旋桿菌使用特殊蛋白質(zhì)來(lái)感知環(huán)境中的化學(xué)物質(zhì)。這種被稱為趨化性的過(guò)程允許它們調(diào)節(jié)它們的鞭毛以朝向或遠(yuǎn)離它們遇到的化合物游動(dòng)。

該研究小組著手確定細(xì)菌如何應(yīng)對(duì)漂白劑的存在，漂白劑是由體內(nèi)白細(xì)胞產(chǎn)生的，是免疫系統(tǒng)如何對(duì)抗細(xì)菌的關(guān)鍵部分。

研究的共同作者，生物學(xué)教授兼UO分子生物學(xué)研究所成員Karen Guillemin說(shuō)：“我們了解漂白傳感的蛋白質(zhì)機(jī)制非常重要。” “事實(shí)證明，這不是幽門螺桿菌專有的機(jī)器，它讓我們深入了解其他具有相似蛋白質(zhì)的細(xì)菌。”

工作開始于2。5年前，以確定TlpD蛋白的分子功能，研究人員知道TlpD蛋白參與調(diào)節(jié)細(xì)菌的鞭毛。他們知道TlpD是一種傳感器分子，但不知道它可能是什么感知。為了找到未表征的蛋白質(zhì)功能的底部，Perkins分離出TlpD蛋白和另外兩種參與將分子信號(hào)傳遞給鞭毛的蛋白質(zhì)。

“分離分子信號(hào)系統(tǒng)的組成部分讓我們更清楚地了解發(fā)生了什么，”Guillemin說(shuō)。

之前的研究表明，活性氧可能是TlpD 蛋白質(zhì)感知的化合物，因此Perkins測(cè)試了不同的化合物，包括過(guò)氧化氫，超氧化物和漂白劑。令人驚訝的結(jié)果表明，當(dāng)暴露于漂白劑時(shí)，TlpD產(chǎn)生引誘劑信號(hào)。

細(xì)菌性胃病原體Helicobacter pylori向充滿漂白劑的針頭游動(dòng)。細(xì)菌使用一種名為TlpD(中心)的蛋白質(zhì)來(lái)感知漂白劑作為引誘劑。圖片來(lái)源：Arden Perkins

盡管細(xì)菌被有毒化學(xué)物質(zhì)吸引似乎違反直覺(jué)，但使用活細(xì)菌的進(jìn)一步研究證實(shí)，細(xì)菌在人體產(chǎn)生的濃度下不會(huì)受到漂白劑的傷害和吸引。

帕金斯和同事在反復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和控制不同的解釋之后，不能否認(rèn)他們所看到的。

“這個(gè)項(xiàng)目從這個(gè)非常嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆肿佣床扉_始，然后我們逐步思考這對(duì)細(xì)菌的行為意味著什么，”Guillemin說(shuō)。“我們能夠非常堅(jiān)定地相信我們正在研究的這種現(xiàn)象在分子水平上是有意義的。”

通常，炎癥期間產(chǎn)生的漂白劑有效殺死細(xì)菌。但幽門螺桿菌在炎癥組織中使用幾十年并不常見，顯然沒(méi)有被漂白劑根除。該研究小組認(rèn)為，幽門螺旋桿菌可能被吸引到漂白劑中，作為定位和持續(xù)在胃腺體內(nèi)的一種手段，胃腺體充滿了白細(xì)胞，但卻是細(xì)菌的關(guān)鍵儲(chǔ)存器。

令人驚訝的是，研究人員發(fā)現(xiàn)，白細(xì)胞產(chǎn)生的有毒化合物可被解釋為入侵細(xì)菌的吸引信號(hào)。

“我們知道，在感染過(guò)程中，細(xì)菌能夠在炎癥組織中存活數(shù)年和數(shù)年，因此這一結(jié)果表明它可能的一部分原因是被吸入炎癥組織，”帕金斯說(shuō)。“盡管那里可能含有高濃度的漂白劑，但它顯然已經(jīng)得到了足夠的保護(hù)，能夠承受這種環(huán)境。”

研究人員發(fā)現(xiàn)來(lái)自腸道沙門氏菌和大腸桿菌的TlpD樣蛋白也能夠檢測(cè)到漂白劑，這表明漂白劑檢測(cè)可能是許多類型細(xì)菌先前未被認(rèn)識(shí)到的現(xiàn)象。

該研究最終可能導(dǎo)致新療法破壞有害細(xì)菌感知其環(huán)境的能力，并可能對(duì)降低抗生素耐藥性產(chǎn)生影響。

今天臨床上使用的典型抗生素通過(guò)靶向細(xì)菌細(xì)胞壁等物質(zhì)來(lái)殺死或防止細(xì)菌分裂。結(jié)果，細(xì)菌面臨選擇性壓力以產(chǎn)生對(duì)這些藥物的抗性以便存活。

在幽門螺桿菌的情況下，大約30%的感染對(duì)抗生素治療具有抗性。Guillemin說(shuō)，通過(guò)對(duì)工作機(jī)制的更透徹了解，研究人員可以開發(fā)出更有效的抗擊細(xì)菌的方法。

“這可能是因?yàn)榧?xì)菌克服一種只能使它們迷失方向的藥物的選擇壓力較小，”Guillemin說(shuō)。“到2050年，抗生素抗性細(xì)菌將會(huì)大量流行，因此真正需要考慮新策略。”