香港大学李嘉诚医学院微生物系完成的最新研究成果“Linoleic acid metabolism activation in macrophages promotes the clearing of intracellular Staphylococcus aureus” 在英国皇家化学会旗舰期刊《Chemical Science 》（IF ：9.969）上发表。该文章系统研究了致病菌感染的巨噬细胞可以通过特定脂类成分如亚油酸及其代谢通路激活产生活性氧，进而显著清除细胞内致病菌，并在动物感染模型上得到了验证，该文章提供一个新的思路即脂类调节的先天免疫反应可以作为一种辅助抗生素治疗方法加速体内耐药致病菌的清除，缩短治疗慢性感染周期。
香港大学李嘉诚医学院微生物系颜丙鹏博士为本文章的第一作者，香港大学李嘉诚医学院微生物系高鹏助理教授（研究）和高一村副教授为该文章的共同通讯作者。
图1：基于脂质组学的代谢通路分析及病菌感染后代表性脂类成分经时变化趋势
多重耐药细菌病原体对公众健康构成越来越大的威胁。某些特定细菌，如金黄色葡萄球菌，能够在专业吞噬细胞（如巨噬细胞）内存活，以逃避抗生素的杀菌作用并逃避免疫细胞的杀伤，进而导致慢性或持续性感染。在这项研究中，作者应用了基于质谱的脂质组学方法在多个时间点对耐甲氧西林金黃色葡萄球菌感染巨噬细胞（J774A.1）的脂类成分进行测定并进行代谢通路分析。结果表明，亚油酸代谢通路和鞘磷脂代谢通路被显著扰动。
接下来的研究中，作者发现鞘磷脂代谢途径的抑制会损害巨噬细胞吞噬功能和分解细菌的能力，而亚油酸途径的激活则会显著减少巨噬细胞的细菌却并未影响巨噬细胞的吞噬功能。这说明脂类代谢通路深度参与了细菌与巨噬细胞的相互作用进程，值得注意的是，亚油酸途径激活可以明显降低巨噬细胞内细菌的存活能力。有趣的是，亚油酸与耐药金黄葡萄球菌时共孵育时不但未抑制细菌生长甚至在高浓度时也没展现出杀菌能力，这也提示亚油酸的抗菌作用需要有巨噬细胞的参与。此外，作者还通过补充亚油酸的方式处理其他多种致病菌（表皮葡萄球菌，大肠杆菌）感染的巨噬细胞，结果表明外加亚油酸后均能显著降低细胞内细菌存活，这说明亚油酸的杀胞内细菌作用具有一定的普适性。
接下来，作者采用代谢路通靶向分析方法对亚油酸下游的主要代谢物进行定量并对其调控酶进行了验证，结果表明，亚油酸下游的代谢途径及特定的代谢物（如花生四烯酸）对其消除胞内细菌的作用有一定贡献。随后，作者发现亚油酸增加可能会引起巨噬细胞产生活性氧并采用特异性的化学探针证明了细胞质和线粒体中都有超氧化物的产生。超氧化物作为活性氧的产生的源头，会代谢成其他种类的超氧化物，而所有这些超氧化物均可以有效的清除细胞内的耐药菌。最后作者通过建立耐药菌感染小鼠模型来评价了亚油酸在动物上效能，结果显示给予亚油酸的小鼠的多个脏器的病菌载量均显著低于对照组（p<0.05）。
这篇文章的发现为研究细菌与巨噬细胞之间的相互作用提供一个新的机制，巨噬细胞通过释放信号脂质造成其通路激活而产生活性氧，从而达到更快分解并清除细胞内的耐药细菌作用。此外，该研究发现也为临床治疗耐药细菌的方法提供一种思路，包括辅助常规抗生素疗法加速体内耐药致病菌的清。
图2：共聚焦显微镜可观察到亚油酸促进活性氧的产生，同时亚油酸可以在人属免疫细胞及动物模型中均表现出较强的清除细菌作用。
作者课题组简介：
颜丙鹏博士，现就职于香港大学李嘉诚医学院微生物学系博士后，主要致力于基于质谱的脂质组学/代谢组学的微生物感染方面的研究。发表论文20余篇，h因子11，总引用>642次。其中以第一/共一作者身份发表Cell Discovery, Chemical Science, International Journal of Biological Science, JCI Insight, International Journal of Molecular Science, Viruses and Molecular Omics。其中脂质组学研究新冠病毒的文章被评为年度(截止2022年6月)微生物领域的Top1% 高被引文章。
颜丙鹏团队致力于应用组学手段研究病毒，细菌侵害宿主细胞的代谢机制并予以生物功能性验证，发现关键宿主因子及其对感染进程的影响，并开发基于宿主靶标的候选药物或中药活性成分。拟招聘具有代谢功能及机制研究经验，稳定同位素及代谢流等技术经验的研究助理，硕士。有意申请者请将个人简历PDF以邮件方式发送至ybp1205@hku.hk。
高鹏博士，现任香港大学李嘉诚医学院微生物学系助理教授（研究）。长期致力于开发替代性疗法用以解决抗生素耐药性的研究，发表论文20余篇。其中以第一/通讯(含共同)作者身份在PNAS，Nature Communications, Chemical science, mbio, Microbiology spectrum 等期刊发表论文>10篇。
高鹏团队长期致力于开发替代性疗法用以解决抗生素耐药性的研究，主要专注于细菌致病性和抗生素耐药性复敏，宿主和致病菌相互作用等相关方向。拟招聘具有生化，免疫，动物，微生物或病毒学等相关研究背景研究助理，硕士，博士及博士后。有意申请者请将个人简历PDF以邮件方式发送至gaopeng@hku.hk。
高鹏博士香港大学李嘉诚医学院微生物学系链接：
http://www.microbiology.hku.hk/02_HKU_Staff_Dr_Peng_Gao.html
文章链接：
https://pubs.rsc.org/en/content/articlehtml/2022/sc/d2sc04307f
转自：“iNature”微信公众号
如有侵权，请联系本站删除！
