《一种能够有效抵抗活动性及非复制型结核杆菌的抗结核药物——新型异柠檬酸裂合酶(ICL)抑制剂的鉴定》

  • 来源专题:结核病防治
  • 编译者: 李阳
  • 发布时间:2016-05-30
  • 近期,来自中国医学科学院医药生物技术研究所以及北京胸科医院等机构的研究人员合作筛选及鉴定了有效抗结核药物——新型异柠檬酸裂合酶(ICL)抑制剂,并明确了其抑制特性、抗结核活性以及相关的作用机制,其相关成果于2016年1月5日发表在Tuberculosis上。

    研究首先对结核杆菌重组型异柠檬酸裂合酶进行了表达及纯化,用于接下来的高通量筛选以及相关试验;然后通过对71765种复合物进行筛选来鉴定ICL抑制剂,并对其抗结核效果进行评估;为了明确ICL抑制剂对潜伏性结核杆菌持续感染的抑制特征,研究人员还采用感染海分枝杆菌BAA-535菌株的小鼠J774A.1细胞建立了巨噬细胞模型,并对其进行了评估;之后,研究分析了ICL抑制剂对结核杆菌ICL蛋白质的抑制强度和抑制模式,并根据酶动力学参数、圆二色性试验、荧光猝灭测定及分子对接来对ICL抑制剂与ICL蛋白质之间的相互作用机制进行了初步分类。此外,经评价,先前建立的ICL抑制剂筛选模型适用于此次的高通量筛选。

    研究发现,在71765种复合物中,有13种被鉴定为能够有效且稳定地抑制ICL,其中IMBI-3表现出的抑制活性最为显著,其半抑制浓度(IC50)达到30.9μmol/L,其对包含广泛耐药结核病及多重耐药结核病在内的结核杆菌的最小抑菌浓度范围为0.25-1μg/mL;当IMBI-3与异烟肼联用时,J774A.1巨噬细胞中潜在的结核杆菌的集落形成单位(CFU)数量显著下降,而IMBI-3浓度则显著上升;IMBI-3对ICL的抑制模式可能是竞争性抑制,其抑制常数Ki值约为1.85μmol/L;通过圆二色性试验及荧光猝灭测定,明确了IMBI-3与结核杆菌ICL之间的相互作用。此外,研究通过分子对接在活性位点处还鉴定出7种可能的结核杆菌ICL活性氨基酸。

    综上所述,研究对以结核杆菌ICL为靶标的新型有效的抗结核药物——IMBI-3进行了鉴定和评估,发现其既能抑制体外处于对数期的结核杆菌,又能抑制巨噬细胞内处于休眠阶段的结核杆菌。研究最后还指出,IMBI-3是ICL抑制剂家族中首个同时兼备ICL酶抑制作用及抗结核活性的有代表性的化合物。

相关报告
  • 《开发一种可在胞内筛选能够抑制人巨噬细胞内结核杆菌生长的新型化合物的方法》

    • 来源专题:结核病防治
    • 编译者:李阳
    • 发布时间:2016-03-24
    • 近期,来自英属哥伦比亚大学和葛兰素史克西班牙公司的研究人员合作开发了一种用于发现人巨噬细胞内抗结核活性化合物的细胞内高通量筛查技术,并对该技术的筛查效果进行了验证,其相关成果于2015年10月26日发表在Antimicrobial Agents and Chemotherapy上。 该技术包括两个部分,其一是以荧光素酶为基础的初步鉴定筛查,其二是以绿色荧光蛋白(GFP)为基础的二次分析。研究人员以标准抗结核药物和158种先前被确认的活性抗分枝杆菌化合物为分析样本来评估该筛查技术的鲁棒性,相关数据显示该技术是一种短时效、有价值的新型抗分枝杆菌化合物发现工具。
  • 《Nature | 招募T细胞抗柠檬酸杆菌的结肠细胞》

    • 来源专题:战略生物资源
    • 编译者:李康音
    • 发布时间:2024-04-14
    • 2024年4月10日,阿拉巴马大学伯明翰分校Casey T. Weaver、Carlene L. Zindl共同通讯在Nature发表题为Distal colonocytes targeted by C. rodentium recruit T-cell help for barrier defence的文章 ,阐明了特定肠上皮细胞(IEC)亚群和T细胞相互作用在防御鼠柠檬酸杆菌(Cr)感染中的关键作用,而这是一种了解人类肠道致病性感染的小鼠模型。作者发现IL-22在维持肠道屏障的完整性和协调抵抗Cr入侵结肠隐窝的免疫反应方面发挥着关键作用。 研究表明,中远端结肠内一个独特的吸收IEC亚群是Cr感染的主要目标。这些结肠细胞对IL-22信号表现出不同的反应性,这对抑制Cr的侵袭能力至关重要。值得注意的是,这些细胞表达的主要组织相容性复合体II类(MHCII)对于触发Cr特异性T细胞更长的IL-22信号传导至关重要,这突出了MHCII介导的抗原呈递在招募T细胞中的重要性。Cr感染后,结肠增生发生,其特征是隐窝延长,未分化的隐窝基柱状干细胞和转运扩增细胞扩张。这种反应是区域性的,分化的结肠细胞(DCC)发生了实质性的变化。虽然一些DCC表现出促衰老的迹象,但其他DCC转化为“病原体诱导的簇细胞”(P-ICC),表达IL-22可诱导的防御基因,并通过快速成熟和增强免疫活性在宿主防御中发挥关键作用。 值得注意的是,DCC是Cr定殖的首选生态位,与作为人类肠道致病性大肠杆菌感染位点的回肠肠上皮细胞形成对比。尽管细菌粘附素(如intimin亚型和宿主受体)的变化可能是物种和组织特异性取向的基础,控制Cr和其他A/E肠道病原体的附着和定植偏好的具体机制尚待完全阐明。在免疫反应分层方面,DCC和有丝分裂后结肠细胞(PCC)对IL-22刺激表现出不同的反应。PCC不是Cr直接靶向的,它不会像Reg3家族中的那些一样显著上调某些抗菌肽基因,这表明它在病原体耐药性中起着间接作用。相反,DCC对IL-22的反应更为强烈,上调了负责产生如结合细菌铁载体并限制铁有效性的脂运载蛋白-2(Lcn2),以及阻碍细菌金属离子摄取的钙卫蛋白(S100a8/9)的基因。此外,DCC释放趋化因子,如CXCL2和CXCL5,以招募中性粒细胞,从而增强局部抗菌活性。 该研究表明,表达MHCII的DCC与T细胞存在共生关系,以维持保护性IL-22信号传导,这对于将Cr限制在结肠中远端并防止更深地侵入隐窝是必要的。这一发现强调了MHCII依赖性T细胞辅助在协调肠道上皮内免疫保护方面的重要性。此外,研究结果表明,DCC代表了一个独特的吸收IEC谱系,能够适应结肠中远端环境,能够对共生微生物群做出反应,并可能通过金属离子螯合调节屏障功能。 总之,这项工作强调了特定的结肠细胞亚群和T细胞之间复杂的相互作用,使其对柠檬酸杆菌产生有效的免疫反应。这项研究将DCC定位为对抗Cr感染的核心参与者,并强调了MHCII驱动的T细胞支持在维持肠道屏障完整性和对抗肠道病原体方面的必要性。DCC和PCC对IL-22的不同反应性为旨在增强针对胃肠道特定区域的免疫防御的潜在治疗策略提供了有价值的见解。