综述:肺炎链球菌感受态调控及以感受态为靶点的抗肺炎策略

【字体: 时间:2025年07月09日 来源:Current Medicinal Chemistry 3.5

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  这篇综述系统阐述了肺炎链球菌(S. pneumoniae)自然转化(natural transformation)的分子机制,重点解析了感受态(competence)调控网络涉及10%基因组参与的复杂生理过程,包括生物膜形成、细菌素产生和同胞竞争(fratricide)。文章创新性提出基于感受态通路开发新型抗菌药物和疫苗的策略,为对抗耐药性肺炎链球菌感染提供了突破方向。

  

Abstract

自然转化指细菌在感受态(competence)这一特殊生理状态下,通过摄取环境中的游离DNA并通过同源重组整合至基因组获得新性状的过程。1928年Frederick Griffith在肺炎链球菌(S. pneumoniae)中首次发现该现象,后续研究揭示其感受态诱导涉及约10%的基因组调控。除遗传物质交换外,该过程还与生物膜形成、细菌素分泌及同胞竞争(fratricide)等生理行为密切相关。

感受态调控机制

肺炎链球菌通过双组分系统ComDE和群体感应肽CSP(competence-stimulating peptide)激活感受态。CSP与膜受体ComD结合后触发自磷酸化级联反应,最终激活转录调控因子ComE。此过程诱导comX表达,进而调控包括sigX在内的100余个基因。值得注意的是,感受态相关基因在细菌基因组中呈簇状分布,暗示其进化过程中的功能协同性。

多效性生理功能

研究发现感受态不仅介导DNA摄取:

  1. 生物膜形成:感受态细菌分泌的胞外多糖可增强生物膜三维结构稳定性
  2. 细菌素产生:激活的cinA基因编码的细菌素可抑制竞争菌株生长
  3. 同胞竞争:感受态细菌通过lytA编码的自溶素裂解非感受态同类,获取其释放的DNA

抗感染应用前景

基于感受态通路的干预策略展现出独特优势:

  • 药物靶点:针对ComE蛋白的小分子抑制剂可阻断感受态诱导
  • 疫苗设计:嵌合CSP抗原可诱导交叉保护性免疫应答
  • 生态调控:通过竞争性拮抗肽调节微生物群(microflora)平衡

该领域研究为应对肺炎链球菌多重耐药(MDR)挑战提供了全新视角,未来需进一步解析种内感受态异质性及其临床转化潜力。

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