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研究表明海藻森林是克服抗生素耐药性的关键

当今现代医学面临的最大挑战之一是抗生素耐药性。自从在霉菌菌株中首次发现青霉素以来,近一个世纪以来,医学界已经从微生物中分离出数千种防御性抗生素化合物。这些具有生物活性的微生物代谢产物已大量生产,可作为抗生素来帮助人类抵抗感染。

由于人类微生物组依赖于共生(友好)微生物才能发挥最佳功能,因此抗生素对生活在人类肠道中的广泛的友好微生物网络的长期健康和可持续性提出了新的挑战。尽管现代抗生素通常在急性情况下通常有效,但对于长期免疫和肠道健康而言,这不是可持续的解决方案。《微生物学前沿》上发表的新研究发现,海藻森林可能是克服抗生素耐药性的关键。

微生物首先为我们服务,而不是对我们不利

一种常见的海藻物种称为海带(Laminaria ochroleuca)是友好细菌的丰富来源,可以帮助人类抵抗微生物耐药性,同时提供抗癌活性。这种海藻也被称为金海藻,里面装有革兰氏阳性细菌,称为放线菌。

目前,以土壤为基础的放线菌用于生产约10,000种不同的抗生素,并有助于开发挽救生命的抗生素,万古霉素和利福霉素。放线菌具有广泛的生物活性微生物代谢产物,并与几个有价值的生物合成基因簇一起进化。现在,研究人员正在寻找新的放线菌群及其次生代谢产物,以治疗疾病。这些微生物药物最丰富的来源之一是金海带。

葡萄牙海洋与环境研究跨学科中心的资深研究作者Maria deFátimaCarvalho博士说,放线菌形成孢子和分支网络“就像真菌一样”。但是,这些陆基次级代谢产物“开始耗尽”。在尚未充分开发的放线菌海洋门中,仍然存在更丰富的生物活性微生物分子来源。每个放线菌菌株都包含产生15至25个次级代谢产物的遗传指令。

“已经知道了来自海洋放线菌的几种新型药物线索,” Carvalho说。“这些药物包括目前正在临床试验中的抗癌药salinosporamide A,以及几种对MRSA和肺结核等耐药性感染有效的新型抗生素。”这些放线菌也生活在海绵,鱼类,软体动物,红树林和海洋沉积物上。为了在病原体发展方面保持领先地位,医学必须利用海栖放线菌的代谢产物。

从金海带中分离出的45种新放线菌样品可以帮助抵抗感染和某些癌症

Carvalho说:“褐藻Laminaria ochroleuca形成了称为海带森林的复杂结构,它们是世界上最多样化和生产力最高的生态系统之一。”“但是直到现在,还没有人描述过草中的放线菌的特征。”

研究小组从葡萄牙北部多岩石的海岸采集了海带的样品。在六周的时间里,研究人员从海带样品中培养了90株放线菌。在天然生物活性化合物的全面国际数据库中无法鉴定出其中两个分离出的菌株。恰好一半的微生物提取物(45个样品)阻止了白色念珠菌,金黄色葡萄球菌或两者的生长。微生物提取物在非常低的浓度下对这些病原体有效。更为显着的是,七种放线菌提取物抑制了神经细胞癌和乳腺癌的生长。提取物没有伤害非癌细胞,使其成为开发新的免疫疗法药物的可行候选者。

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