程晓东教授等人PNAS发表cAMP新成果

时间:2013年12月17日
来源:生物通

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在最近的PNAS杂志上发表的一项研究中,美国德克萨斯大学加尔维斯顿医学分部的研究人员,发现了一种能够阻断立克次氏体病路径的新方法。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。

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生物通报道: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。”(生物通:王英)

生物通推荐原文摘要:
Exchange protein directly activated by cAMP plays a critical role in bacterial invasion during fatal rickettsioses
Abstract:Rickettsiae are responsible for some of the most devastating human infections. A high infectivity and severe illness after inhalation make some rickettsiae bioterrorism threats. We report that deletion of the exchange protein directly activated by cAMP (Epac) gene, Epac1, in mice protects them from an ordinarily lethal dose of rickettsiae. Inhibition of Epac1 suppresses bacterial adhesion and invasion. Most importantly, pharmacological inhibition of Epac1 in vivo using an Epac-specific small-molecule inhibitor, ESI-09, completely recapitulates the Epac1 knockout phenotype. ESI-09 treatment dramatically decreases the morbidity and mortality associated with fatal spotted fever rickettsiosis. Our results demonstrate that Epac1-mediated signaling represents a mechanism for host-pathogen interactions and that Epac1 is a potential target for the prevention and treatment of fatal rickettsioses

 

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