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为解决鼠伤寒沙门氏菌感染治疗难题，伊朗巴斯德研究所的研究人员探究萘夫西林和地奥司明对其影响。结果发现二者可降低细菌胞内生存及压力下存活能力。这为防治感染提供新思路，值得科研读者一读。
攻克鼠伤寒沙门氏菌的新探索：Lon 蛋白酶抑制剂的奇妙作用
在微生物的世界里，鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella Typhimurium）是个 “狠角色”，它是一种革兰氏阴性、兼性细胞内细菌，对人类和动物的健康都构成了严重威胁。它常常隐藏在被污染的食物或水中，悄无声息地潜入人体，一旦进入，就会紧紧附着在回肠和结肠的上皮细胞上，引发胃肠道感染。它会巧妙地利用各种策略，如通过 III 型分泌系统（T3SS - 1）操纵宿主细胞的细胞骨架，或者借助受体介导的 “拉链” 机制，堂而皇之地钻进细胞内部。进入细胞后，它还会躲在特殊的液泡里，像披上了一层隐身衣，成功避开宿主的免疫防御，在细胞内肆意生存和繁殖。
目前，治疗像鼠伤寒沙门氏菌引起的细胞内感染，主要依赖各种抗菌药物，比如氟喹诺酮类药物。然而，现实却让人头疼不已。这些细菌越来越 “聪明”，对抗生素产生了耐药性，使得治疗效果大打折扣。更糟糕的是，有些抗生素即便达到了抑制浓度，也无法彻底消灭细胞内的细菌，这就好比拿着一把钝刀去砍树，费了很大劲，却难以将树砍倒。所以，找到能够有效抑制鼠伤寒沙门氏菌黏附、入侵和细胞内生存的新方法，成为了科研人员亟待解决的难题。
为了攻克这个难题，来自伊朗巴斯德研究所的研究人员展开了深入的探索。他们的研究成果发表在了《Scientific Reports》期刊上，论文题目是《Targeting Lon protease with nafcillin and diosmin reduces intracellular survival and stress tolerance of Salmonella Typhimurium》。研究发现，萘夫西林（nafcillin）和地奥司明（diosmin）这两种被证实能够抑制 Lon 蛋白酶的物质，对减少鼠伤寒沙门氏菌在细胞内的生存以及在各种压力条件下的存活有着显著效果。这一发现为预防和治疗鼠伤寒沙门氏菌感染提供了全新的思路和潜在策略，就像在黑暗中找到了一丝曙光。
在这项研究中，研究人员运用了多种关键技术方法。他们首先培养了鼠伤寒沙门氏菌 ATCC 14028 菌株，同时培养了人类结直肠癌 SW480 细胞系、人类喉癌 Hep2 细胞系和小鼠巨噬细胞白血病 RAW264.7 细胞系。接着，通过 MTT 法评估萘夫西林和地奥司明对细胞活力的影响，以此确定实验所用的药物浓度。然后，利用细胞黏附、侵袭实验和显微镜观察，来研究药物对细菌黏附和侵袭细胞能力的影响。他们还模拟了多种压力条件，如酸性、氧化、热和渗透压等，观察细菌在这些条件下的生长情况。最后，运用定量实时聚合酶链反应（qRT - PCR）技术，检测与 Lon 蛋白酶和 II 型毒素 - 抗毒素（TA）系统相关基因的表达变化。这些技术方法相互配合，就像一套精密的组合拳，帮助研究人员一步步揭开了鼠伤寒沙门氏菌的神秘面纱。
下面我们来详细看看研究结果。在细胞毒性实验中，研究人员发现萘夫西林在所有测试浓度下，对 SW480、Hep2 和 RAW264.7 细胞系的细胞活力影响都较小，细胞活力均超过 70%，这表明萘夫西林没有明显的细胞毒性。而地奥司明大部分浓度下也无明显细胞毒性，但在较高浓度，如 1024 μg/mL 时，对部分细胞系的细胞活力有一定影响，比如 SW480 细胞的活力降至 64.74%，Hep2 细胞降至 65.31%，RAW264.7 细胞降至 48.97% 。这就像是一场药物与细胞的 “博弈”，不同的药物浓度有着不同的 “战况”。
在细胞黏附和侵袭实验中，研究人员发现，无论是萘夫西林还是地奥司明，在不同浓度下处理后，鼠伤寒沙门氏菌对细胞的黏附情况并没有显著变化。然而，在侵袭实验中，情况却有所不同。在 RAW264.7 细胞中，4 μg/mL 的萘夫西林在 2 小时的处理后，就能显著降低鼠伤寒沙门氏菌的侵袭能力，使细菌数量减少了 1.56 个对数。16 小时后，8 μg/mL 的萘夫西林在 SW480 细胞中，能让细菌数量大幅减少 2.08 个对数；256 μg/mL 的地奥司明以及 4 μg/mL 和 8 μg/mL 的萘夫西林在 Hep2 细胞中，也都能显著降低细菌数量，分别减少 1.25 个对数、2.95 个对数和 3.95 个对数。这就好像细菌原本畅通无阻地 “入侵之路”，被这些药物设置了重重障碍。
通过 Giemsa 染色观察发现，添加 8 μg/mL 萘夫西林或 256 μg/mL 地奥司明处理后，鼠伤寒沙门氏菌黏附在 SW480、Hep2 和 RAW264.7 细胞上的数量，与未处理的对照组相比，并没有明显差异。这就像是细菌虽然还能 “摸到” 细胞的 “大门”，但后续的 “入侵行动” 却受到了限制。
在研究细菌在不同压力条件下的生存情况时，研究人员发现，萘夫西林和地奥司明在低温压力下，对细菌的生存没有明显影响。但在热压力（42°C）下，8 μg/mL 和 4 μg/mL 的萘夫西林能分别使细菌数量减少 3.08 个对数和 2.3 个对数。在渗透压压力下，8 μg/mL 的萘夫西林可让细菌数量减少 2.74 个对数。在酸性压力下，8 μg/mL 和 4 μg/mL 的萘夫西林分别使细菌数量减少 2.88 个对数和 1.7 个对数，256 μg/mL 和 128 μg/mL 的地奥司明分别使细菌数量减少 2.36 个对数和 1.4 个对数。在氧化压力下，8 μg/mL 和 4 μg/mL 的萘夫西林分别使细菌数量减少 2.03 个对数和 1.82 个对数，256 μg/mL 和 128 μg/mL 的地奥司明分别使细菌数量减少 0.96 个对数和 1.38 个对数。这说明这些药物在不同的 “恶劣环境” 下，对细菌的生存有着不同程度的 “打击” 效果。
在基因表达分析方面，研究人员检测了与 Lon 蛋白酶和 II 型 TA 系统相关基因的表达。在感染不同细胞系的鼠伤寒沙门氏菌中，relE/relB系统的表达增加最为显著。在添加萘夫西林和地奥司明处理后，所有研究基因的表达都有所下降，但hilA基因的表达却有所增加。在不同压力条件下，Lon 蛋白酶基因的表达在各种压力下都显著升高。不同的 II 型 TA 系统基因在不同压力下的表达变化各不相同，比如在热压力和渗透压压力下，gnat/rhh基因的表达增加明显；在酸性压力下，只有parB/parE系统的表达显著增加；而在氧化压力下，所有系统的表达都没有明显增加。这一系列复杂的基因表达变化，就像是细菌内部的 “基因交响乐”，不同的 “音符” 在不同的情况下奏响。
综合研究结果和讨论部分，我们可以看出，Lon 蛋白酶对于鼠伤寒沙门氏菌在宿主细胞内的生存以及应对各种压力环境起着至关重要的作用。萘夫西林和地奥司明作为 Lon 蛋白酶的抑制剂，能够有效地降低鼠伤寒沙门氏菌在细胞内的生存能力，尤其是在酸性和氧化压力条件下，对细菌的生存有着显著的抑制效果。这一研究成果意义重大，它为我们提供了新的方向，有望开发出更有效的治疗方法来对抗鼠伤寒沙门氏菌感染。就像为对抗这种细菌找到了一把新的 “利剑”，或许在未来，能够更好地保护人类和动物免受鼠伤寒沙门氏菌的侵害，让我们在与细菌的这场 “战斗” 中更有底气。
