敗血癥,是人體對嚴重感染的響應,指致病菌或條件致病菌侵入血液循環,并在血液中生長繁殖,產生毒素而發生的急性全身感染。能引起比乳腺癌、前列腺癌和HIV/AIDS更多的死亡人數。在這些人中,通常有30%的人被診斷為敗血癥死亡。
加州大學圣巴巴拉分校納米中心的主任、伯納姆醫學研究所的教授Jamey Marth進行的一項新研究,報道了一種提高敗血癥存活率的新方法。這個成果即將發表在11月25日的PNAS雜志上。
在較早的研究中,Marth的團隊揭示了肝臟中Ashwell-Morell受體(AMR)的生物學意義,基于這些較早的研究,新研究不僅描述了AMR的保護機制,而且還提出一種方法將AMR用于治療應用。敗血癥經常引起廣泛的血液凝固和血栓形成,這能導致器官衰竭和死亡。
研究者發現,AMR通過快速除去通常存在于血液中的血栓前期成分——包括血小板和促進血栓形成的特定凝血因子,來保護機體。研究闡明了AMR功能在減輕敗血癥中過度凝血和血栓形成的致死效應的這種機制。
最關鍵的是神經氨酸酶,這是一種存在于很多致病微生物中的酶,例如這項研究所用的肺炎鏈球菌(Streptococcus pneumoniae),這種菌仍然是全球死亡的五大因素之一。病原體利用神經氨酸酶進入細胞,但是,一旦病原體進入血液中,這種酶就會重構血液循環中血小板和其它糖蛋白的外觀。這種重構會指示AMR,在這些血小板和凝血因子有機會引發敗血癥的致命性凝血障礙之前,去除它們。
Marth也是加州大學圣巴巴拉分校系統生物學的Mellichamp教授和生物化學與分子生物學的Carbon教授,他說:“這是以前從來沒有發現過的一種高度保守的保護機制。機體經過上百萬年,已經進化了這種保護機制,作為彌補病原體對我們凝血系統產生的致病性影響的一種方式。”
科學家們想知道,如果他們能提前激活和增強敗血癥早期的AMR功能,將會發生什么。為了回答這個問題,他們用肺炎鏈球菌感染小鼠,給它們一個單劑量的神經氨酸酶。 Marth說:“我們能夠提高兩倍的存活率,這很神奇,因為我們看到,相同的機制也在人類敗血癥中保持活躍,通過這種方法能夠拯救成千上萬的生命,這種潛力非常的令人興奮。”
在梳理AMR保護機制的細節時,Marth和他的同事了解到,這個受體能夠有選擇地識別和去除某些血液成分,如果這些血液成分能引起敗血癥中的血液凝固,就能夠損害機體。
盡管一些科學家表示,從非人類敗血癥的研究中所獲甚少,但是Marth團隊的這項研究揭開了機體保護的一種機制,這種機制在哺乳動物進化中是保守的,可以很輕易地操縱。對于基因組變異和基因表達研究來說,這種機制是不易察覺的,這也能解釋為什么其他人沒有更早發現這種機制。Marth解釋說:“許多生物醫學研究都關注基因。在我們的研究中,是代謝的研究提供了關鍵。”
Marth說:“因為相同的保護機制似乎也存在于人體中,已有投資者聯系我們,將這個研究成果轉到臨床試驗中去。據估計,每年世界上有5千萬到1億的人患敗血癥,我們現在能設想一種簡單有效的治療方法,將一種非冷藏的酶和生理鹽水混合,置于注射器中進行靜脈注射。這有可能拯救那些發達和不發達國家中的敗血癥患者的生命。
中國農業科學院哈爾濱獸醫研究所27日發布信息,研發歷時18年,由該研究所聯合中國農業科學院蘭州獸醫研究所等單位共同研制的布魯氏菌基因缺失標記活疫苗產品在中國首發上市。該疫苗的應用,將有效降低布魯氏桿菌......
記者從中國科學技術大學獲悉,該校細胞動力學教育部重點實驗室與生命科學學院姚雪彪、劉行、臧建業團隊與合作者在細胞更新質量控制研究方面取得重要進展,相關研究結果日前在《自然·化學生物學》在線發表。紡錘體是......
近日,大連理工大學、中科院天津工業生物技術研究所研究團隊在《MetabolicEngineering》上發表題為“Helicase-AID:Anovelmoleculardeviceforbaseed......
近期,國內本土新冠肺炎確診病例還在增加,但另一種傳染病的出現又引起了人們注意——8月9日北京報告1例外地來京就診肺炭疽病例;幾天后,山西省文水縣又發生疑似皮膚炭疽疫情。炭疽是一種什么傳染病?致死率高不......
近日,德國的生物信息學家通過計算機模型識別出人體中一種對新冠病毒繁殖至關重要的酶,如果抑制這種酶,病毒就會停止繁殖而不影響宿主細胞。該研究有助于找到對抗新冠病毒感染的新方法。除......
近期,中國科學院生物物理研究所核酸生物學重點實驗室研究員王江云與華中科技大學教授鐘芳銳、吳鈺周課題組合作,在JACS上,發表了題為BiocatalyticCross-CouplingofArylHal......
近日,中國農業科學院蔬菜花卉研究所研究員李寶聚團隊首次發現氣溶膠是黃瓜細菌性角斑病在設施環境的重要傳播途徑,為黃瓜細菌性角斑病的綠色生態防控提供了新思路。相關研究成果在線發表于《整體環境科學》。目前公......
手性γ-氨基丁酸類化合物是合成一些藥物的關鍵結構單元。腈水解酶催化3-取代戊二腈去對稱化水解,是合成這類化合物的有效方法。目前,已測試的腈水解酶對3-烷基或3-芳基戊二腈通常生成(S)-構型產物,而(......
近日,華東理工大學費林加諾貝爾獎科學家聯合研究中心與中科院上海藥物研究所、國家蛋白質中心、美國得克薩斯大學奧斯丁分校以及英國巴斯大學合作,在酶激活型光控熒光染料的超分辨成像研究......
北京時間10月21日晚間,全球性合作計劃“助力戰勝耐藥細菌計劃”(CombatingAntibioticResistantBacteriaAccelerator簡稱“CARB-......