7月《Nature reviews》微生物研究亮点

　　

生物通报道  英国著名杂志《自然》（Nature）是世界上最早的国际性科技期刊，也是世界上最权威的科学杂志之一。《自然微生物学综述》（Nature reviews microbiology）作为《Nature》旗下介绍微生物研究最新进展的权威期刊，是目前世界公认的微生物研究领域最顶尖的综述杂志，其影响因子达到17.644。以下为最新一期的《自然微生物综述》推荐的近期最受关注的部分微生物研究论文：

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Elinav, E. et al. NLRP6 inflammasome regulates colonic microbial ecology and risk for colitis. Cell 12 May 2011 (doi: 10.1016/j.cell.2011.04.022)

美国耶鲁大学的研究人员发现了一种以前不了解的传感器，它能调节某些肠内细菌微群落的组成。他们还发现，缺乏这种调节性传感器可导致肠内微生物环境发生改变，增加发生炎性肠病（IBD）的危险。

研究组重点研究NLRP6蛋白，它可形成一种称为炎性体（inflammasome）的多蛋白复合体，后者调节正常状态和炎症时多种细胞的功能。NLRP6或NLRP6炎性体的作用以前未被了解。研究者使用经遗传学方法改变的小鼠，探讨当结肠上皮细胞缺乏这种蛋白复合体时，肠内正常均衡的微生物群落会发生哪些特殊改变，从而使得某些特定细菌能够生长，这些细菌有利于结肠炎和其他类型IBD的发生。研究者还发现，发生改变的微生物环境可传播给与缺陷鼠共同饲养，但没有发生遗传学改变的小鼠，导致这些小鼠也发生严重的IBD。

这个发现对于了解IBD的启动机制和微生物群落在IBD发病机制中的作用，可能有深刻的意义，而且有可能对研发防治IBD的新疗法有指导作用。此外，IBD有可能从易感鼠传给表面上正常的小鼠，这个事实有可能对研究IBD及其他微生物丛促发的人类疾病有重要意义。

Allison, K. R., Brynildsen, M. P. & Collins, J. J. Metabolite-enabled eradication of bacterial persisters by aminoglycosides. Nature 473, 216–220 (2011)

波士顿大学，霍德华休斯医学院等处的研究人员发现糖可以引诱休眠状态的细菌苏醒，从而更容易受到抗生素的攻击，直至真的死亡。这一研究说明糖有助于抗生素治疗某些慢性或复发性细菌感染，这一重要的研究成果公布在Nature杂志上。

抗生素问题近年来已经越来越引起了公众的关注，尤其是超级细菌的出现，更加令抗生素耐药性这一领域倍受注目。目前由于滥用和错用抗生素导致的药物耐药性已经成为一个严重的公共卫生威胁，据报道耐药性在欧盟每年导致大约2.5万人死亡。除了控制药物滥用以外，要摆脱目前的困境的另外一个途径就是发展新型抗生素，但是由于细菌的耐药性越来越强，要找到新的糖肽也越来越难，因此发展新型抗生素并不容易，科学家们由此开始进行了抗生素药效的改进。

在这篇文章中，研究人员发现些代谢刺激（包括葡萄糖和丙酮酸盐）能增强氨基糖苷类抗生素（包括庆大霉素）对休眠细菌的灭杀——细菌细胞能进入一种休眠状态，这使它们对压力状态、包括被抗生素杀死更有抵抗力。在临床环境中，这种持留菌(persister bacteria)的形成会导致细菌病原体清除不完全，导致治疗失败。

研究人员通过尿路感染小鼠模型实验证实，抗生素加糖可杀死99.9%的持留菌(在该实验中为大肠杆菌)，而单纯抗生素治疗无效。该技术只可提高氨基糖甙类抗生素的疗效，并且不同种类的糖作用有所差异。如只有果糖才可杀死金葡菌。研究人员正在研究该方法是否可提高抗结核药物的疗效。

目前这一研究还只是停留在动物模型试验中，是否对人体有效还需要进一步的研究。这一方法应用于人体的最大困难是如何将糖送达感染部位，动物实验是将抗生素和糖静脉输注与动物体内，但人体会将糖类成分分解，难以到达感染部位。如果这一方法能奏效的话，为了也许就不需要联合使用多种抗生素或开发新药就能取得更好的杀菌效果。

Nguitragool, W. et al. Malaria parasite clag3 genes determine channel-mediated nutrient uptake by infected red blood cells. Cell 145, 665–677 (2011)

疟原虫是导致人类疟疾发病的重要病原体。尽管过去的研究证实疟原虫的寄生能使宿主红细胞膜发生变化，增强葡萄糖通过膜的主动转运，或者出去某些抑制转运的因子，从而使疟原虫可以源源不断地从宿主的血浆中获得葡萄糖以供代谢之用。然而一直以来科学家们对于疟原虫改变红细胞膜通透性的遗传分子机制却不是很清楚。近日来自美国国立卫生研究所（NIH）的研究人员在新研究中证实疟原虫clag3基因编码生成的蛋白质在疟原虫的营养摄入中发挥了关键性的作用。

在这篇文章中，Desai及同事通过高通量筛查以及膜片钳实验鉴别出了一种高度特异性的小分子抑制剂ISPA-28，并证实这个小分子抑制剂能够阻断恶性疟原虫克隆系Dd2的营养摄入，但对恶性疟原虫克隆系HB3则无此效应。随后研究人员追踪了Dd2 × HB3杂交子代中ISPA-28抑制效应的遗传机制，并利用微卫星标记在疟原虫的3号染色体上鉴别出了一个基因座区域。DNA转染及体内筛选实验证实该基因座上两个clag3基因编码的蛋白质与ISPA-28效应抑制相关。此外，激光共聚焦显微镜分析表明clag3编码蛋白质表达于红细胞表面的营养摄入通道上。

研究结果表明疟原虫clag3基因编码蛋白质在提高疟原虫感染红细胞通透性上发挥了关键性的作用，从而为未来开发新型的抗疟药物提供了新靶点。

（生物通：何嫱）