《免疫模拟设计细胞保护小鼠免受MRSA感染》

  • 来源专题:实验室生物安全
  • 编译者: 张虎
  • 发布时间:2018-11-05
  • 许多社区和医院获得性细菌感染是由抗生素抗性病原体引起的。耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)使人易患难以根除的侵袭性感染。我们设计了一个闭环基因网络编程哺乳动物细胞,以自主检测和消除细菌感染。遗传回路含有人类Toll样受体作为细菌传感器和合成启动子,驱动可溶性和可调节的溶葡萄球菌素表达,一种对金黄色葡萄球菌具有高度致命性的溶菌酶。携带该遗传回路的免疫模拟设计细胞表现出对抗活葡萄球菌的快速且稳健的感知和破坏动力学。当在小鼠的异物感染模型中进行测试时,微囊化细胞植入物可防止浮游MRSA感染并使MRSA生物膜形成减少91%。值得注意的是,该系统实现了急性MRSA感染的100%治愈率,而常规万古霉素治疗失败。这些结果表明,免疫模拟设计细胞可以为后抗生素时代的病原体感染的早期检测,预防和治疗提供治疗方法。

  • 原文来源:https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(18)30651-2
相关报告
  • 《2019新型冠状病毒小鼠感染模型的建立》

    • 来源专题:中国科学院病毒学领域知识资源中心
    • 编译者:malili
    • 发布时间:2020-06-01
    • 5月21日,中国科学院武汉病毒研究所/生物安全大科学研究中心成功开发新型冠状病毒SARS-CoV-2转基因小鼠模型,以“Pathogenesis of SARS-CoV-2 in transgenic mice expressing human angiotensin-converting enzyme2”为题在线发表(论文链接附后)。研究团队使用SARS-CoV-2感染HFH4-hACE2小鼠(使用HFH4肺纤毛上皮细胞特异性启动子将hACE2基因转入小鼠中),通过持续监测小鼠临床症状,观察组织病理变化以及各组织中病毒载量情况,发现感染的小鼠产生了与COVID-19患者类似的间质性肺炎;预先暴露于SARS-CoV-2可以保护小鼠免受病毒的致死感染。该模型的建立为测试潜在疫苗和抗病毒药物提供了有利的工具。 研究团队前期鉴定出SARS-CoV-2利用人血管紧张素转化酶2(hACE2)作为受体入侵宿主细胞而无法使用鼠血管紧张素转化酶2(mACE2),这意味着普通小鼠可能无法有效感染SARS-CoV-2。为了建立SARS-CoV-2小动物感染模型,研究团队迅速利用优势资源,使用实验室之前引进的HFH4-hACE2转基因小鼠对SARS-CoV-2的致病性进行研究。作者在使用SARS-CoV-2感染小鼠后,发现部分小鼠出现明显的体重降低并最终死亡。小鼠肺部在感染第1天和第3天时就出现少量炎性细胞浸润和纤维蛋白渗出的情况。从感染后5天起,小鼠出现重症和轻症两种不同的表型:重症小鼠(27.3%)肺部展现出严重的血管周-支气管周炎性细胞浸润,伴有部分支气管堵塞和透明膜形成;轻症小鼠肺部炎症反应减轻并逐渐恢复正常。病毒载量结果显示SARS-CoV-2主要感染小鼠的肺组织,但在部分小鼠的眼睛,心脏和脑组织中也发现了病毒RNA。 研究团队同时观察了SARS-CoV-2感染小鼠的生存率情况,发现部分小鼠在感染后死亡,主要原因可能是hACE2在小鼠脑中表达所致。通过对感染存活小鼠和未感染过的小鼠进行高剂量攻毒,发现被感染过的小鼠可以免受病毒的致死性攻击(图1)。 这项研究发现HFH4-hACE2转基因小鼠模型对SARS-CoV-2易感,小鼠肺组织是病毒的主要靶器官并且能部分模拟COVID-19的病理变化;预先暴露于病毒能保护小鼠免受严重的肺部感染(图2)。该模型的成功建立给疫苗及抗病毒药物提供了简便,高效的测试平台,为新冠肺炎疫情的控制提供了有力的科技支撑。 武汉病毒研究所博士研究生蒋人地、刘美琴、陈颖为该论文的共同第一作者,石正丽研究员与杨兴娄副研究员为该论文的共同通讯作者。北卡罗莱纳大学教堂山分校Ralph Baric教授为该论文的合作者。这项工作得到中国科学院先导专项、国家自然科学基金、中国科学院青促会等项目的大力支持。 图1.预先暴露于SARS-CoV-2可保护小鼠免受严重肺部感染。存活小鼠及初次感染小鼠在高剂量SARS-CoV-2感染后的体重变化情况(A);生存率情况(B);主要器官病毒载量情况(C);肺组织病理变化及肺组织与脑组织病毒抗原表达情况:初次感染(D,F,H),再次感染(E,G,I)。 《细胞》(Cell)期刊论文链接: https://www.cell.com/cell/fulltext/S0092-8674(20)30622-X 原文链接:http://www.whiov.ac.cn/kyjz_105338/202005/t20200526_5597457.html
  • 《铜绿假单胞菌在呼吸道感染小鼠模型中的肽模拟治疗》

    • 来源专题:重大疾病防治
    • 编译者:蒋君
    • 发布时间:2023-10-31
    • 耐药性的上升已成为全球危机,每年有>100万人死于耐药细菌感染。特别是铜绿假单胞菌,由于复杂的耐药机制,目前每年导致超过32,000例耐多药(MDR)感染和2,000多人死亡,因此解决方案有限。虽然耐药细菌的出现已经变得非常普遍,但在过去40 +年中,有用的新药类别的鉴定一直受到限制。我们发现,一种潜在的新型疗法,肽模拟物TM5,可有效杀死铜绿假单胞菌,并且对哺乳动物细胞显示出足够低的毒性,可用于治疗感染。有趣的是,TM5 在体外 30-60 分钟内比传统抗生素更快地杀死铜绿假单胞菌,并且对一系列临床分离株有效。在体内,与未经治疗的小鼠相比,TM5在24小时内显着降低了肺部的细菌负荷,并且几乎没有不良反应。综上所述,这些观察结果表明,TM5有望作为MDR铜绿假单胞菌呼吸道感染的替代疗法。