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生命科学学院邓诣群教授团队在霉菌毒素对细菌耐药性演化的机制研究中取得新进展 |
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2024年11月5日，华南农业大学生命科学学院邓诣群教授团队在《journal of hazardous materials》期刊（中国科学院一区top期刊，影响因子12.2）上在线发表了题为“role and mechanism of the outer membrane porin lamb in t-2 mycotoxin-mediated extensive drug resistance in escherichia coli”的研究论文。该研究探讨了霉菌毒素对抗生素耐药性演化的影响，揭示了特异性孔蛋白在这一过程中的重要作用。
抗生素耐药性已成为全球公共健康和环境安全的重大威胁。细菌的细胞膜作为抵御外界恶劣环境的屏障，膜蛋白在细菌适应环境和发展耐药性方面发挥着关键作用。t-2毒素是由镰刀菌产生的最强毒性a类单端孢霉烯族霉菌毒素，且是主要的食品和环境污染物之一。该研究发现，低浓度的t-2毒素可诱导大肠杆菌（e. coli）表现出多重耐药性表型。在更低浓度（10-5 ng/ml）下的连续胁迫实验中，t-2毒素使e. coli atcc 25922对13种关键抗生素产生了稳定的耐药性，其最低抑菌浓度增加了16倍至数千倍。转录组学分析表明，这种耐药性可能与细菌膜运输、应激反应以及mal基因簇中的相关基因有关。t-2毒素通过下调外膜孔蛋白lamb，降低了细胞膜的通透性，促进其自身的进入，同时减少了细胞内t-2毒素和抗生素的积累，从而加速了耐药性的形成。lamb在大肠杆菌的广泛耐药（xdr）中发挥了关键作用，特别是在阻碍last-resort抗生素进入细胞方面，这使得现有治疗策略变得更加复杂。lamb与t-2毒素及多种抗生素具有高亲和力，其与美罗培南、亚胺培南、头孢他啶和头孢吡肟的结合位点及结合能值分别为-2.93、-2.58、-2.53和-4.3。
该研究表明，即使是低浓度的霉菌毒素也会对公共健康构成重大风险，强调了应对这些污染物的紧迫性，同时为抗生素耐药性研究开辟了新的方向。此外，研究还指出，t-2毒素对细菌生理的影响不可忽视，提示未来需要对更广泛的毒素浓度范围进行探索，以更好地理解其剂量-反应关系及潜在的阈值效应。
华南农业大学生命科学学院青年教师邓凤如及其指导的2024届硕士毕业生赵莉为共同第一作者，邓诣群教授为通讯作者。该研究得到了广东省自然科学基金-面上项目和国家自然科学基金项目的资助。
论文链接：
文/图 生命科学学院 邓凤如
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