艱難梭菌（Clostridioides（C.）difficile），是一種厭氧性產(chǎn)毒芽孢桿菌，是人類腸道中的正常菌群。該菌群多因抗生素的應(yīng)用導(dǎo)致過(guò)度生長(zhǎng)即艱難梭菌感染（C. difficile infections，CDI），引發(fā)輕度至重度腹瀉，甚至發(fā)展成危及生命的癥狀，如偽膜性結(jié)腸炎、結(jié)腸穿孔或毒性巨結(jié)腸癥等。CDI 是腹瀉最常見原因之一，美國(guó)僅在2022年就有超過(guò)20萬(wàn)相關(guān)住院病例，成為嚴(yán)重的醫(yī)療負(fù)擔(dān)。

抗生素治療后的腸道微生物菌群失調(diào)，有利于艱難梭菌孢子發(fā)育、生長(zhǎng)并分泌強(qiáng)效AB型蛋白毒素，即毒素A（TcdA）和毒素B（TcdB），它們是CDI癥狀的主要毒力因子。與其他菌株相比，艱難梭菌的高毒力菌株分泌更強(qiáng)效的TcdA和TcdB，并對(duì)氟喹諾酮類等抗生素表現(xiàn)出高耐藥性。此外，這些菌株還分泌艱難梭菌轉(zhuǎn)移酶毒素（C. difficile transferase ，CDT），一種肌動(dòng)蛋白ADP-核糖基化毒素，破壞肌動(dòng)蛋白細(xì)胞骨架。從而，高毒力菌株可能引發(fā)更嚴(yán)重的癥狀、更高的復(fù)發(fā)率及死亡率。

德國(guó)烏爾姆大學(xué)的Maria Braune-Yan等人研究發(fā)現(xiàn)，宿主細(xì)胞因子Hsp70在細(xì)菌AB型毒素易位中的作用至關(guān)重要，Hsp70活性是TcdB進(jìn)入胞質(zhì)溶膠并導(dǎo)致細(xì)胞中毒所必須的。除了已知的VER-155008 (VER)以外，最近，在FDA批準(zhǔn)的藥物庫(kù)中又檢索到一種新型Hsp70活性抑制劑多潘立酮（Domperidone，Dom）。Maria Braune-Yan等人對(duì)Dom保護(hù)人體細(xì)胞免受TcdB中毒的機(jī)理進(jìn)行了研究，并探索了其潛在的抑制機(jī)制，成果以“Domperidone Protects Cells from Intoxication with Clostridioides difficile Toxins by Inhibiting Hsp70-Assisted Membrane Translocation”為題發(fā)表在《toxins》上。

 

本研究采用德國(guó)innoME公司的zenCELL owl活細(xì)胞動(dòng)態(tài)成像及分析系統(tǒng)，高頻次、長(zhǎng)時(shí)間動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)HeLa細(xì)胞或Vero細(xì)胞在毒素作用下隨時(shí)間的動(dòng)態(tài)變化過(guò)程。細(xì)胞的圓形化是TcdB對(duì)Rho蛋白的細(xì)胞內(nèi)修飾引起的，代表了一個(gè)高度特異性的中毒終點(diǎn)。作者通過(guò)獲取的圖片繪制細(xì)胞圓形率或中毒率隨時(shí)間變化的曲線，以此來(lái)評(píng)估Hsp70抑制劑Dom對(duì)細(xì)胞的保護(hù)作用。

 

研究發(fā)現(xiàn)，在中毒2小時(shí)后，僅用TcdB處理的HeLa細(xì)胞出現(xiàn)了大量的圓形細(xì)胞，如果在TcdB中毒之前用Dom處理細(xì)胞，則Dom對(duì)TcdB中毒具有抑制作用。Dom以時(shí)間依賴性方式減少了TcdB誘導(dǎo)的細(xì)胞攝入，顯著延遲了HeLa細(xì)胞的TcdB中毒，HeLa細(xì)胞TcdB中毒的延遲在中毒后長(zhǎng)達(dá)8小時(shí)可見（圖1中綠色曲線）。

此外，艱難梭菌高毒力菌株除了分泌TcdB和TcdA外，還分泌ADP核糖基化CDT毒素，導(dǎo)致細(xì)胞中毒變圓，研究表明Dom也顯示出對(duì)細(xì)胞CDT中毒的抑制作用。與單獨(dú)使用CDT處理的細(xì)胞相比，用高濃度的Dom和CDT處理的Vero細(xì)胞出現(xiàn)較少的圓形細(xì)胞，表明Dom可抑制細(xì)胞中毒。圓形細(xì)胞的定量數(shù)據(jù)也證實(shí)了Dom可保護(hù)細(xì)胞免受CDT中毒（圖2中綠色曲線）。

綜上所述，本研究結(jié)果確定Hsp70是對(duì)抗嚴(yán)重艱難梭菌感染所需的潛在的新藥物靶點(diǎn)， Hsp70抑制劑Dom減少了細(xì)胞的TcdB中毒，也減少了由高毒力菌株分泌的二元CDT毒素的毒性， Dom有可能具有治療這些毒素引起疾病的潛力。

德國(guó)InnoME公司自主研發(fā)和生產(chǎn)的zenCELL owl活細(xì)胞動(dòng)態(tài)成像及分析系統(tǒng)，基于非標(biāo)記、非侵入方法，原位記錄細(xì)胞實(shí)時(shí)生長(zhǎng)和定量的分析數(shù)據(jù)。zenCELL owl體積小巧，耐溫耐濕，可在細(xì)胞培養(yǎng)箱內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作；通過(guò)24個(gè)顯微成像鏡頭，對(duì)24個(gè)視野進(jìn)行連續(xù)的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和圖像獲取。zenCELL owl為用戶提供高質(zhì)量圖像、視頻、統(tǒng)計(jì)學(xué)曲線和定量數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)細(xì)胞增殖／增殖抑制、細(xì)胞培養(yǎng)質(zhì)控／培養(yǎng)優(yōu)化、遷移／侵襲等諸多活細(xì)胞動(dòng)態(tài)過(guò)程的監(jiān)測(cè)。
 
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https://doi.org/10.3390/toxins15060384

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