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程晓东教授等人PNAS发表cAMP新成果

2013.12.17

  立克次氏体(Rickettsiae)为革兰氏阴性菌,是一类介于最小的细菌——巴尔通氏体属(Brtonell)与病毒之间的原核细胞型微生物。一些立克次体可引起高度传染性的严重疾病,使其成为生物恐怖主义威胁。本疾病存在于世界各地,在热带和亚热带一些国家,尤其是第三世界国家发病率仍较高,是造成死亡的主要原因。

  美国德克萨斯大学加尔维斯顿医学分部(UTMB)的研究人员,发现了一种能够阻断立克次氏体病路径的方法,这可能是击败世界上一些最严重的人类传染病的重要突破。这项研究成果发表在最近的PNAS杂志上。

  立克次氏体病是由细菌引起的、昆虫传播的疾病。其中一种类型——斑疹伤寒,已经被美国国立卫生研究院(NIH)视为是一种高级别威胁的疾病,因为这种细菌能够很容易地进行传播和繁殖,未经治疗的感染可导致死亡。UTMB的研究人员发现的这种方法,能够用来防御致命的立克次氏体感染。

  本文的共同作者、UTMB病理学系的主任、生物防御和新兴传染病中心的执行理事David Walker博士说:“更令人兴奋的是,我们已经有初步的证据表明,被我们认定为能有效抗击立克次氏体的实验性药物,也能有效地抗击病毒。”

  许多科学家担心,由于全球气候变化引起的气温升高,将导致更广泛的立克次氏体病,因为细菌是通过生长在温暖气候的扁虱、虱子、跳蚤和恙螨等进行传播。此外,Walker说,因为这些细菌很容易传播,它们可能会造成一种生物恐怖主义的威胁。

  这种疾病,包括落基山斑疹热,能导致死亡。事实上,在地中海斑疹热的住院患者中,死亡率就已经高达32%。Walker说:“我们认为,必须找到一种方法来控制这种疾病。”

  科学家们在UTMB进行的研究中了解到,细胞信号,能够被一种称为cyclic AMP(环腺苷酸)的分子信使控制,cyclic AMP在很多人类疾病发展中起着至关重要的作用,包括细菌和病毒引起的疾病。在人类和动物中,这个信使的作用被两种受体所控制,一个被称为蛋白激酶K(或 PKA),另一种是被称为Epac的新发现的蛋白。PKA和Epac可以共同行动或者反其道而行之,控制许多细胞功能。

  在UTMB合作进行的这项多学科先进性研究项目的两位顶尖科学家,同时也是该论文的两位共同通讯作者——龚斌(音译,Bin Gong)博士和程晓东(Xiaodong Cheng)博士,利用Epac受体基因(Epac1)被灭活的小鼠。他们发现,感染了致命立克次氏体菌的这种小鼠,对致命性传染病有抵抗力。

  研究人员已经确定了这其中的机制,现在,一种能抑制Epac的新的候选药物——称为ESI Epac特异性抑制剂,也已经被证明能够保护正常小鼠免受致命性立克次氏体感染。目前,研究人员正在设计第二代ESI——更有效,即使在最高剂量也无毒。也有来自预备试验的迹象表明,ESI能够保护动物抗击一些致命的病毒感染。

  Walker说:“这是一项令人兴奋的创新发展,因为我们对这些细菌的治疗武器是相当有限的。”

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