基于秀丽隐杆线虫感染模型获得活性化合物与化合物CO001669作用机制初探

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病原菌耐药性问题日益严重,而新药开发的速度远远小于耐药性产生的速度。传统抗生素的发现以化合物体外抑菌杀菌活性为评价标准,病原菌会因生存压力产生突变,从而引起一发不可收拾的耐药性,因此需要新的思路进行抗感染药物的研究。  众所周知,感染疾病的发生是病原菌与宿主相互作用的过程。在本研究中,利用秀丽隐杆线虫作为宿主模型,建立了病原菌感染线虫高通量药物筛选平台,致力于筛选出作用于宿主与病原菌相互作用关系的活性化合物。以这种方式筛选出的化合物,不直接杀菌,而是作用于降低病原菌毒力,提高宿主免疫。  已发表的线虫高通量药物筛选需要线虫分选设备等特别的机器和昂贵的染料不适合普通条件的实验室。本研究中利用简单的染色方法,使用低成本易储存的亚甲基美蓝染料给线虫染色,利用普通扫描仪Epson V330收集线虫图像,本研究所建立的筛选平台成本低廉,方便快捷。  通过该药物筛选平台,筛选得到了小分子化合物CO001669(7-氯-1-苄基-靛红),CO001669在体外不直接杀死病原菌(MIC>100μg/mL),在体内能够很好的挽救被粪肠球菌的线虫(EC50=1.07μg/mL)和被金黄色葡萄球菌感染的线虫(EC50=1.31μg/mL)。通过体内病原菌突变株感染线虫虫突变株筛选和体外小分子与蛋白相互作用的方法对其作用机制的解析发现,CO001669能够抑制金黄色葡萄球群体感应系统中的反应调节子AgrA与DNA启动子相结合,同时C0001669可以激活线虫免疫系统中的DAF-2/DAF-16信号通路。  铁螯合剂是许多病原体,包括人类机会致病菌革兰氏阴性细菌铜绿假单胞菌的关键毒力因子。事实上许多研究表明铁螯合剂在宿主与病原体相互作用中扮演重要角色。实验室从放线菌中分离到一系列铁螯合剂类线性多肽类化合物“amychelins”,利用铜绿假单胞菌感染线虫模型测试了amychelin类化合物的活性,结果表明化合物具有抑制机会致病菌铜绿假单胞菌杀线虫线虫的能力。  化合物“amychelins”中的CO001853(4-氟-amychelinA),在铜绿假单胞菌PA14感染线虫模型中EC50=1.4μM,作用效果仅次于环丙沙星,优于美罗培南,庆大霉素,头孢他定,妥布霉素,氨曲南,以及多黏菌素B;在临床多重耐药铜绿假单胞菌感染线虫模型中,CO001853作用效果也优于许多临床传统药物。本研究中,发现新型无细胞毒性的CO001853(A549细胞IC50>1mg/mL)体外不能抑菌杀菌活性,在体内能够帮助线虫减少肠道内铜绿假单胞菌的聚集,从而使线虫能够有效的抵抗铜绿假单胞菌感染。表明此类型的铁螯合剂类化合物有被开发为有效药物,用于铜绿假单胞菌感染治疗的潜力。  通过对本实验室微生物转化技术获得12个丹参酮类化合物的活性测试。获得了4个比原底物活性有所提高的活性化合物。其中Tanshinoside A和对金黄色葡萄球菌的抑制活性高于万古霉素;Tanshinoside B对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的抑制活性明显高于四环素,并具有抗肿瘤细胞活性;化合物6和8都具有很好的抗病毒活性,并且细胞毒性较低。说明通过生物转化技术对目前化合物进行改造,可以获得新颖化合物,为新药开发提供新思路。
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