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在囊性纤维化中 肺部会喂食致命的细菌

在囊性纤维化中,铜绿假单胞菌是一种非常可怕的病原体。细菌容易在患有囊性纤维化的人的肺部定植,导致几乎不可能根除的慢性感染并且最终是致命的。

在囊性纤维化中 肺部会喂食致命的细菌

为什么铜绿假单胞菌,而不是其他常见细菌,在囊性纤维化肺中茁壮成长?

哥伦比亚大学Vagelos医师和外科医学院研究人员的一项新研究表明,答案与细菌对琥珀酸的烹饪偏好有关,琥珀酸是细胞代谢的副产物,在囊性纤维化肺中很多。

“预防铜绿假单胞菌感染可以极大地改善囊性纤维化患者的健康状况,”该研究的主要作者,儿科系博士后研究员SebastiánA。里克尔梅博士说。“我们可以通过针对细菌在肺部使用琥珀酸来控制感染。”

CF肺中过量的​​琥珀酸盐

囊性纤维化患者肺部过量的琥珀酸盐来自两种蛋白质CFTR和PTEN之间的相互作用。CFTR基因的突变通过阻止CFTR蛋白将离子输入和输出细胞而引起囊性纤维化。但这些突变也破坏了CFTR与PTEN的相互作用(哥伦比亚团队在2017年发现了这一发现)。

新的研究发现,正是这种异常的PTEN-CFTR相互作用导致肺细胞释放出过量的琥珀酸。琥珀酸盐推动了小鼠肺部铜绿假单胞菌的生长,但对金黄色葡萄球菌(另一种主要病原体)没有影响。

更琥珀,更粘稠

铜绿假单胞菌不仅在琥珀酸丰富的环境中茁壮成长,还积极适应其丰富的食物。

“适应琥珀酸的细菌将其新陈代谢转移到细胞外粘液的产生中,这使得生物体极难从肺部根除,”该研究的资深作者Alice Prince,医学博士,John M. Driscoll Jr.,医学博士和Yvonne Driscoll说。 MD儿科学教授。“这些细菌是囊性纤维化慢性感染的原因。”

琥珀酸喂养的细菌也抑制免疫反应,进一步阻碍身体控制感染的能力。

针对琥珀酸盐

在组织培养中在小鼠和人体细胞中进行的新发现表明,即使CFTR的其他功能受损,也可以通过恢复PTEN和CFTR之间的相互作用来治疗铜绿假单胞菌感染。

用于囊性纤维化的新药,例如目前可获得的lumacaftor和ivacaftor组合,恢复CFTR-PTEN相互作用并可减少琥珀酸的产生。

限制琥珀酸的积累也可以减少细菌的生长和适应。里克尔梅说,琥珀酸盐主要由炎症反应期间的免疫细胞产生。“我们预测,通过控制气道中观察到的夸张炎症,我们可以减少琥珀酸和铜绿假单胞菌的感染。”

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