艱難梭菌（Clostridioides（C.）difficile），是一種厭氧性產毒芽孢桿菌，是人類腸道中的正常菌群。該菌群多因抗生素的應用導致過度生長即艱難梭菌感染（C. difficile infections，CDI），引發輕度至重度腹瀉，甚至發展成危及生命的癥狀，如偽膜性結腸炎、結腸穿孔或毒性巨結腸癥等。CDI 是腹瀉最常見原因之一，美國僅在2022年就有超過20萬相關住院病例，成為嚴重的醫療負擔。

抗生素治療后的腸道微生物菌群失調，有利于艱難梭菌孢子發育、生長并分泌強效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效的TcdA和TcdB，并對氟喹諾酮類等抗生素表現出高耐藥性。此外，這些菌株還分泌艱難梭菌轉移酶毒素（C. difficile transferase ，CDT），一種肌動蛋白ADP-核糖基化毒素，破壞肌動蛋白細胞骨架。從而，高毒力菌株可能引發更嚴重的癥狀、更高的復發率及死亡率。

德國烏爾姆大學的Maria Braune-Yan等人研究發現，宿主細胞因子Hsp70在細菌AB型毒素易位中的作用至關重要，Hsp70活性是TcdB進入胞質溶膠并導致細胞中毒所必須的。除了已知的VER-155008 (VER)以外，最近，在FDA批準的藥物庫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Dom保護人體細胞免受TcdB中毒的機理進行了研究，并探索了其潛在的抑制機制，成果以“Domperidone Protects Cells from Intoxication with Clostridioides difficile Toxins by Inhibiting Hsp70-Assisted Membrane Translocation”為題發表在《toxins》上。

 

本研究采用德國innoME公司的zenCELL owl活細胞動態成像及分析系統，高頻次、長時間動態監測HeLa細胞或Vero細胞在毒素作用下隨時間的動態變化過程。細胞的圓形化是TcdB對Rho蛋白的細胞內修飾引起的，代表了一個高度特異性的中毒終點。作者通過獲取的圖片繪制細胞圓形率或中毒率隨時間變化的曲線，以此來評估Hsp70抑制劑Dom對細胞的保護作用。

 

研究發現，在中毒2小時后，僅用TcdB處理的HeLa細胞出現了大量的圓形細胞，如果在TcdB中毒之前用Dom處理細胞，則Dom對TcdB中毒具有抑制作用。Dom以時間依賴性方式減少了TcdB誘導的細胞攝入，顯著延遲了HeLa細胞的TcdB中毒，HeLa細胞TcdB中毒的延遲在中毒后長達8小時可見（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，導致細胞中毒變圓，研究表明Dom也顯示出對細胞CDT中毒的抑制作用。與單獨使用CDT處理的細胞相比，用高濃度的Dom和CDT處理的Vero細胞出現較少的圓形細胞，表明Dom可抑制細胞中毒。圓形細胞的定量數據也證實了Dom可保護細胞免受CDT中毒（圖2中綠色曲線）。

綜上所述，本研究結果確定Hsp70是對抗嚴重艱難梭菌感染所需的潛在的新藥物靶點， Hsp70抑制劑Dom減少了細胞的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InnoME公司自主研發和生產的zenCELL owl活細胞動態成像及分析系統，基于非標記、非侵入方法，原位記錄細胞實時生長和定量的分析數據。zenCELL owl體積小巧，耐溫耐濕，可在細胞培養箱內長時間連續工作；通過24個顯微成像鏡頭，對24個視野進行連續的動態監測和圖像獲取。zenCELL owl為用戶提供高質量圖像、視頻、統計學曲線和定量數據，實現細胞增殖／增殖抑制、細胞培養質控／培養優化、遷移／侵襲等諸多活細胞動態過程的監測。
 
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https://doi.org/10.3390/toxins15060384

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