2012年1月30日

锰可预防毒素损害

共聚焦显微照片显示红色肠组织中有分散的绿色区域 肠中的志贺毒素(绿色)。S. Schuller,惠康影像公司。惠康图像保留所有权利。

一项新的研究表明,锰是必需营养素,它可以预防志贺毒素的致命作用。该发现可能导致对危险的食源性疾病进行廉价,有效的治疗 志贺氏菌 要么 大肠杆菌 感染,目前影响全球数百万。

食源性疾病通常是由污染生食的细菌引起的。对于健康人来说,这些细菌大多数是无害的。但是,带有志贺毒素的细菌菌株感染会导致危险的并发症,包括严重的血性腹泻,肾衰竭甚至死亡。志贺毒素是一种由某些菌株产生的蛋白质 志贺氏菌大肠杆菌 菌。当消化道细胞吸收志贺毒素时,它会干扰细胞功能并死亡。

通常,细胞吸收的危险蛋白质会通过称为内体的小室传送到溶酶体,并在那里被破坏。然而,志贺毒素通过离开内体并通过高尔基体到达细胞的蛋白质生产机器而逃脱了这条路线。一旦到达那里,毒素就会停止蛋白质的产生并杀死细胞。

在较早的研究中,卡内基梅隆大学的亚当·林斯泰德(Adam Linstedt)博士领导的科学家发现,志贺毒素使用一种名为GPP130的特定细胞蛋白绕过细胞的防御并避免破坏。 GPP130通常在内体和高尔基体之间移动。然而,锰破坏了该运动并导致细胞破坏了GPP130。 Linstedt和他的同事认为,由于锰可以转移GPP130,因此它也可能会影响志贺毒素。他们的工作由美国国立卫生研究院国立普通医学科学研究所(NIGMS)资助,发表在2012年1月20日的 科学.

研究人员对GPP130和志贺毒素之间的联系感到好奇,因此将GPP130蛋白分解成碎片。他们发现志贺毒素直接与GPP130蛋白的一部分结合。这种结合可以使志贺毒素避免在溶酶体中破坏,因为它可以带走GPP130,因为它离开内体前往高尔基体。

当科学家将锰添加到混合物中时,GPP130被细胞破坏了。没有GPP130,志贺毒素无法从内体中逃逸,而是转移到溶酶体中进行破坏。

接下来,研究人员用数剂量的锰对小鼠进行了预处理,然后给小鼠施用了致死剂量的志贺毒素。所有未经预处理的小鼠均在4天内死亡。用较高剂量的锰进行预处理的所有样品均存活。此预处理实验可能不会直接转化为临床用途。然而,通过进一步的研究,科学家们希望找到一种锰治疗方法,以作为预防措施或在疾病发作时预防与志贺毒素有关的死亡。

“志贺毒素感染不仅影响发达国家的人们,而且影响发展中国家的人们更多。”理想的解决方案是廉价,可及的治疗方法,而不是名牌药物,” Linstedt说。

这些发现指出了一种廉价,可挽救生命的治疗方法,适用于全世界数百万人。但是,由于过量的锰会引起严重的副作用,因此必须做更多的工作来确定锰是否可以安全有效地用于人体。

—由莱斯利·厄尔(Lesley Earl)博士

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