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《Science》:亞細胞抗生素的可視化揭示了受感染的巨噬細胞中的動態藥物儲庫

作者:   發布于:2023年08月09日  點擊量:752

結(jie)核(he)(he)病(tuberculosis, TB)是由(you)結(jie)核(he)(he)桿菌(jun)(jun)(jun)(mycobacterium tuberculosis)感(gan)染引起的(de)(de)疾病。結(jie)核(he)(he)病的(de)(de)標準(zhun)療(liao)(liao)(liao)法是持續(xu)至(zhi)少六個月(yue)的(de)(de)包括異煙肼(Isoniazid)、利福平(Rifampin)等的(de)(de)多(duo)抗生(sheng)素(su)聯合治療(liao)(liao)(liao)。近年來,耐多(duo)種藥(yao)物(wu)的(de)(de)結(jie)核(he)(he)病(multidrug-resistant tuberculosis, MDR-TB)的(de)(de)出(chu)(chu)現為尋找(zhao)新的(de)(de)抗結(jie)核(he)(he)機制及開發相應藥(yao)物(wu)提出(chu)(chu)了(le)挑戰。2012年底由(you)美(mei)國(guo)FDA加速(su)批(pi)準(zhun)上(shang)市的(de)(de)新藥(yao)貝(bei)達喹啉(bedaquiline)表(biao)現出(chu)(chu)了(le)良好的(de)(de)抗菌(jun)(jun)(jun)活性(xing)(xing)和臨(lin)床療(liao)(liao)(liao)效(xiao)。然而,對這種親脂性(xing)(xing)極強的(de)(de)藥(yao)物(wu)在(zai)結(jie)核(he)(he)菌(jun)(jun)(jun)感(gan)染細胞中的(de)(de)具體(ti)分布和作用機制仍未得(de)到清除闡釋。

近日(ri),來(lai)自英國和澳(ao)大利亞的(de)(de)研究(jiu)人(ren)員開(kai)發了一(yi)種方(fang)法來(lai)可視化感染結核(he)桿(gan)菌(jun)的(de)(de)人(ren)類(lei)巨噬細(xi)(xi)胞中(zhong)(zhong)(zhong)的(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)生(sheng)素。他們發現(xian)抗(kang)(kang)(kang)結核(he)藥物(wu)貝(bei)達(da)奎林在宿主(zhu)(zhu)脂(zhi)滴(di)(lipid droplet, LD)中(zhong)(zhong)(zhong)積累。脂(zhi)滴(di)似(si)乎是一(yi)個抗(kang)(kang)(kang)生(sheng)素蓄水池,可以在宿主(zhu)(zhu)消耗(hao)脂(zhi)質的(de)(de)過程(cheng)中(zhong)(zhong)(zhong)轉移(yi)到細(xi)(xi)菌(jun)。事實上,宿主(zhu)(zhu)脂(zhi)滴(di)含量的(de)(de)改(gai)變影響了貝(bei)達(da)奎林對(dui)細(xi)(xi)胞內桿(gan)菌(jun)的(de)(de)抗(kang)(kang)(kang)結核(he)活性。研究(jiu)結果在Science上發表,題為Subcellular antibiotic visualization reveals a dynamic drug reservoir in infected macrophages。論文報道了利用光、電、離子聯用顯(xian)微(wei)鏡(correlated light, electron, and ion microscopy, CLEIM)對(dui)貝(bei)達(da)喹啉在受結核(he)菌(jun)感染的(de)(de)巨噬細(xi)(xi)胞中(zhong)(zhong)(zhong)進行亞微(wei)米(mi)分辨率(lv)的(de)(de)亞細(xi)(xi)胞定位,揭(jie)示了脂(zhi)滴(di)作為儲(chu)存和轉移(yi)貝(bei)達(da)喹啉的(de)(de)關鍵結構(gou)從而(er)顯(xian)著(zhu)增強(qiang)藥效(xiao)的(de)(de)角色。


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脂(zhi)(zhi)滴(di)是(shi)富(fu)集貝達(da)喹啉(lin)(lin)最多的(de)部位,正向實(shi)驗,脂(zhi)(zhi)滴(di)結(jie)構(gou)形成對貝達(da)喹啉(lin)(lin)在細胞內定位至結(jie)核桿(gan)菌(jun)起(qi)到(dao)正向促(cu)進(jin)作(zuo)用。反(fan)向實(shi)驗,對脂(zhi)(zhi)滴(di)結(jie)構(gou)的(de)破壞都顯著(zhu)抑制了(le)貝達(da)喹啉(lin)(lin)的(de)藥效,而(er)促(cu)進(jin)脂(zhi)(zhi)滴(di)產生(sheng)則能很(hen)好(hao)地加強原有(you)的(de)藥效。

總之,該研究利用先進(jin)的(de)(de)光、電、離子聯合顯微(wei)鏡技術(shu),詳細(xi)揭(jie)示(shi)了抗耐(nai)多藥結(jie)核關鍵(jian)藥物:貝達喹啉,高度富集(ji)于泡沫化的(de)(de)巨(ju)噬細(xi)胞中的(de)(de)脂滴內,有(you)效(xiao)作(zuo)用于結(jie)核桿菌。


參考資料:

Daniel J. Greenwood et al.DOI: 10.1126/science.aat9689