牙周炎细菌干扰化疗药物,口腔癌发展抗药性
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南卡罗来纳大学霍林斯分校癌症中心的一个跨学科团队最近发表了一篇新论文,探讨了牙龈卟啉单胞菌如何干扰化疗诱导的线粒体自噬,从而使口腔癌肿瘤对药物产生抗药性。该论文由医学院 SmartState 脂质组学和药物发现特聘教授 Besim Ogretmen 博士和牙科学院教授、临床科学家和微生物学家 Ӧzlem Yilmaz 博士与研究生 Megan Sheridan 及其他霍林斯研究人员合作完成,发表在《iScience》期刊上。
牙龈卟啉单胞菌是一种常见的口腔细菌。在健康的口腔环境中,牙龈卟啉单胞菌和其他致病细菌通常会受到有益细菌的抑制。然而,当口腔菌群的平衡被破坏时,牙龈卟啉单胞菌便可能成为牙周炎的主要诱因。牙周炎是一种严重的牙龈疾病,会导致牙龈和固定牙齿的骨骼受损。牙龈卟啉单胞菌能够侵入口腔粘膜的第一层内层细胞并在其中存活,然后进一步侵入更深的组织,并有可能在全身扩散。越来越多的研究表明,这种细菌与多种疾病相关,如阿尔茨海默病、糖尿病和胃肠道癌症等。
研究还发现,感染牙龈卟啉单胞菌的口腔癌患者的预后往往较差。该论文重点探讨了这种现象的具体机制,尤其是细胞内的牙龈卟啉单胞菌如何阻止口腔鳞状细胞癌中神经酰胺依赖的线粒体自噬。线粒体自噬是一种特定形式的自噬,旨在清除受损的线粒体,而神经酰胺则是一种在启动致命线粒体自噬过程中起关键作用的鞘脂。
经过多次尝试,研究团队将研究重点放在了菌毛上。菌毛是一种突出的蛋白质结构,通常用于感知或同步运动以移动液体或物体,但其主要作用是附着。Yilmaz 博士表示:“这种分子在许多情况下都进行了研究,例如附着在其他细菌、胶原蛋白和纤维蛋白原上,但这种附着并非随意发生,而是一个非常特殊的事件。”
Ogretmen 博士的实验室专注于生物活性鞘脂的调节和功能,他确定了相互作用发生的位置。而药学院霍林斯研究员尤里·彼得森博士则使用预测分析确定了肽束和神经酰胺药物之间的强烈相互作用。最终,Yilmaz 博士首次提出了研究菌毛的建议。Ogretmen 博士回忆道:“这是 Yilmaz 的洞察力,因为我们一开始不知道这种微生物如何抑制化疗效果。我们尝试了许多不同的方案,然后 Yilmaz 说,‘也许你应该试试这种蛋白质。’我们研究了一下,就这样了。”
研究结果表明,菌毛能够附着在线粒体自噬膜上的特定蛋白质,从而阻止神经酰胺药物附着在附着点上,进而阻止致命的线粒体自噬。Ogretmen 博士指出,下一步的研究目标是探讨是否可以使用抗生素来抑制菌毛蛋白的突出,从而防止其产生干扰效应。他提到,一位暑期学生将开始研究这一问题。
此外,Yilmaz 博士还指出,不同菌株的菌毛结构可能会发生变化,从而影响其与宿主靶分子的相互作用。这种变化可能会进一步影响牙龈卟啉单胞菌对线粒体自噬的干扰能力。
Ogretmen 博士强调,这项研究的成功归功于每个研究人员在各自领域的专业知识和相互合作。他表示:“这是一项真正的合作,我们互补彼此的专业技能。”这项研究不仅为理解牙龈卟啉单胞菌如何干扰化疗提供了新的见解,也为未来开发新的抗癌疗法提供了潜在的方向。
2024-09-21
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