生物源多胺调控大肠杆菌对利福平耐药性的分子机制研究

来自俄罗斯的研究人员针对多胺如何影响非孔蛋白途径抗生素运输的科学空白，系统研究了腐胺(putrescine)、亚精胺(spermidine)和尸胺(cadaverine)对大肠杆菌利福平(rifampicin)蓄积的调控作用。发现尸胺缺失会增强细胞表面疏水性并促进利福平蓄积，其通过调控marRAB操纵子表达影响细菌适应性，为抗生素耐药机制研究提供新视角。

　　生物源多胺(putrescine/spermidine/cadaverine)作为调控细胞壁通透性的关键分子，以往研究多聚焦于其通过孔蛋白(porins)介导的抗生素运输机制。然而对于利福平(rifampicin)这类通过非孔蛋白途径渗透的抗生素，多胺的调控作用尚属未知。最新研究揭示：在暴露初期(2分钟)，三种多胺均不影响利福平转运速率；但延长暴露至60分钟后，缺乏尸胺的细胞表现出显著的利福平蓄积增加现象。深入机制表明，尸胺缺陷会导致大肠杆菌细胞表面疏水性增强，且该疏水性与利福平蓄积效率呈正相关。值得注意的是，多胺本身虽不直接影响marRAB^operon基础表达，却能显著调控水杨酸诱导的marRAB表达——腐胺无影响，亚精胺抑制表达，而尸胺反而增强表达。基因敲除实验证实，无法合成尸胺或腐胺/亚精胺的菌株对利福平敏感性显著高于野生型，其中尸胺通过动态调节细胞内浓度在细菌抗生素防御系统中扮演着独特角色。这些发现为理解细菌适应性耐药（adaptive resistance）的分子开关提供了新思路。