Sofalcone通过靶向核糖体蛋白抑制金黄色葡萄球菌蛋白质合成的化学蛋白质组学机制研究及其在急性肺损伤治疗中的应用

本研究针对抗生素耐药性金黄色葡萄球菌(包括MRSA)感染的治疗难题，通过化学蛋白质组学技术揭示天然产物Sofalcone(Sof)通过共价结合核糖体50S亚基蛋白rplB，抑制细菌蛋白质合成的全新机制。该化合物展现出双重抗菌抗炎效应，在小鼠急性肺损伤模型中显著降低肺部细菌载量并缓解炎症反应，为应对全球抗生素耐药危机提供了创新性治疗策略。

　　

研究背景
抗生素耐药性已成为21世纪最严峻的公共卫生挑战之一，其中耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)每年在美国造成的死亡人数甚至超过艾滋病。传统抗生素如万古霉素和达托霉素对肺炎的治疗效果有限，且易诱发耐药性。面对这一困境，从天然产物中寻找新型抗菌剂成为重要突破口。Sofalcone(Sof)作为传统中药广金钱草中提取的查尔酮衍生物，虽已在日韩作为抗溃疡药物使用30余年，但其抗菌机制特别是对革兰氏阳性菌的作用仍属未知领域。

中国中医科学院中药研究所等机构的研究团队在《Molecular Biomedicine》发表的研究，首次系统揭示了Sof通过独特共价修饰核糖体蛋白的抗菌机制。该研究创新性地结合化学蛋白质组学与生物正交标记技术，不仅阐明了Sof的多重药理作用，更为开发针对耐药菌的"一箭双雕"式（抗菌+抗炎）疗法提供了范例。

关键技术方法
研究采用活性探针Sof-P进行化学蛋白质组学靶标筛选，通过细胞热转变分析(CETSA)和微量热泳动(MST)验证靶点结合；运用生物正交非经典氨基酸标记(BONCAT)技术监测蛋白质合成抑制；建立S. aureus诱导的小鼠急性肺损伤模型评估体内疗效；结合透射电镜(TEM)和扫描电镜(SEM)观察细菌形态学改变。

研究结果

Sofalcone高效杀菌且具高细胞相容性
初筛发现Sof对S. aureus和MRSA的IC₅₀分别为10.42和11.13μg/mL，显著优于阿莫西林(93.36μg/mL)。与阿莫西林联用显示协同效应(FIC指数0.25)。透射电镜显示20μg/mL Sof处理12小时即可使细菌表面塌陷，形成不规则结构。

显著降低S. aureus致病性
5μg/mL Sof使生物膜形成抑制率达84%，剂量依赖性降低细菌对BEAS-2B细胞的黏附和侵袭能力。同时抑制TNF-α、IL-6等炎症因子释放，在感染模型中使IL-1β分泌降低2.3倍。

化学蛋白质组学揭示核糖体蛋白靶点
通过炔烃标记探针Sof-P鉴定出15个共价结合靶点，其中5个为核糖体蛋白。50S亚基蛋白rplB被确认为首要靶标，结合亲和力K_d=1.27μM。竞争实验证实Sof通过半胱氨酸残基共价结合rplB。

通过靶向核糖体抑制蛋白质合成
BONCAT技术显示20μg/mL Sof使新生蛋白合成减少60%。质谱鉴定出139个下调蛋白，主要富集于翻译过程和氨基酸代谢通路。该浓度对哺乳动物细胞蛋白合成无影响，显示选择性抑制。

缓解S. aureus诱导的急性肺损伤
50mg/kg Sof使小鼠肺部细菌载量降低3个数量级，血清CRP水平下降67%。组织病理学显示肺泡壁增厚和中性粒细胞浸润显著改善，Western blot证实肺组织IL-1β表达减少82%。

研究结论与意义
该研究首次阐明Sof通过共价修饰核糖体蛋白rplB破坏细菌翻译机器的独特机制，这种作用模式不同于大环内酯类等传统核糖体靶向抗生素。其双重作用体现在：一方面直接抑制MRSA蛋白质合成，另一方面通过阻断TLR4/HMGB1/NF-κB通路减轻炎症风暴。特别值得注意的是，Sof对革兰氏阴性菌（如E. coli）也显示活性，暗示其可能成为应对ESKAPE病原体的广谱抗菌剂先导化合物。

研究团队开发的化学蛋白质组学策略为天然产物机制研究提供了范式，而Sof本身兼具已上市药物的安全性数据和创新机制的双重优势，有望加速临床转化。该成果不仅为抗耐药菌药物研发开辟了新路径，更启示了通过调控翻译机器对抗感染的普适性策略，对解决全球抗生素耐药危机具有重要战略意义。