课题基金 / 基金详情

新型胆酸类似物CCD052的抗艰难梭菌作用及其机制研究

批准号:
82072315
项目类别:
面上项目
资助金额:
56.0 万元
负责人:
王晓辉
依托单位:
学科分类:
病原生物变异与耐药
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
王晓辉

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
艰难梭菌感染是全球重要公共卫生问题,治疗失败和疾病复发常见,现有治疗药物不能完全满足临床需求。新近临床研究提示熊去氧胆酸可治疗复发病例;我们前期研究发现了一类新型的胆酸类似物,其中CCD052体外抗菌活性最强。结合该化合物结构和既往文献推测:CCD052窄谱强效,有独特的胆酸相关的抗菌作用机制,包括特异的作用通路和抑制生长定植的作用靶点。研究拟用人类肠道模型和金黄地鼠生存实验来测定其活性、对肠道菌群和胆酸代谢的影响;用丙酮酸铁氧化还原酶和硝基还原酶活性测试探索其干扰艰难梭菌代谢的机制;用转录组分析、诱导耐药实验和全基因组比较来筛选抑制芽孢萌发、生物膜形成和细菌黏附中胆酸相关关键基因,并用CRISPR基因敲除验证;用免疫印迹法检测NF-κB信号通路被抑制程度;用超高效液相色谱-质谱联合来寻找其它可能的抗菌作用靶标蛋白。研究将系统阐明新型胆酸类似物的抗菌作用机制,为新药研发提供依据。
英文摘要
Clostridioides difficile infection is an important global public health problem. Treatment failure and recurrence of the disease are common. Current therapy cannot fully meet clinical needs. Recent clinical researches indicate that ursodeoxycholic acid may treat recurrent cases. Our previous research found a new class of bile acid analogs, of which CCD052 has the strongest activity in vitro. Based on the literatures and the structure of this compound, our hypothesis is that CCD052 is a narrow-spectrum and highly active antibiotic with unique mechanism related to cholate metabolism, especially specific pathways and targets for inhibiting growth and colonization. We will determine its antibacterial activity against C. difficile and effects on both intestinal flora and bile acid metabolism by human intestinal model and hamster survival trials. We will explore how it interferences the metabolism of C. difficile by pyruvate:ferredoxin oxidoreductase and nitroreductase inhibiting test. Transcriptome analysis, antibacterial resistance inducing experiments, and whole-genome comparisons will be used to reveal key genes related to inhibition of spore germination, biofilm formation and bacterial adhesion, which will be confirmed by CRISPR knockout experiments. Western blot will be used to detect the inhibition of NF-κB signaling pathway. Ultra-performance liquid chromatography-mass spectrometry will be used to reveal potential target proteins related to antibacterial action. This study will explain the antibacterial mechanism of a new type of bile acid analogues, which will provide basic information for development new medicines against Clostridioides difficile.
艰难梭菌感染是全球重要公共卫生问题,现有治疗药物不能完全满足临床需求,因此本项目研究了新型胆酸类似物CCD052的抗艰难梭菌作用及其机制,以期为新药研发提供依据。MIC测定表明CCD052抗艰难梭菌活性高(MIC90为0.25ug/ml),对肠道定植菌的作用弱。抗生素后效应测定显示PAE>20h,最小杀菌浓度和时间-杀菌曲线测定结果证明它是强效杀菌剂(32×MIC时2h)。它治疗地鼠和小鼠的生存曲线、体重变化、腹泻评分和结肠组织病理评分均表明其治疗效果同万古霉素相似;芽孢排放监测表明可以快速降低粪便芽孢排放量;粪药和血药浓度测定表明它只在肠道发挥作用,几乎不入血。粪便16s rDNA测序分析显示,它对肠道菌群影响小,肠道微生物物种更加丰富。UPLC/MS分析胆酸代谢证实它使肠道内的鹅去氧胆酸和熊去氧胆酸上升,脱氧胆酸下降。丙酮酸-铁氧化还原酶活性测试和硝基还原酶活性测试结果提示CCD052通过这两个酶干扰了艰难梭菌的能量代谢。芽孢生成实验表明它可以抑制芽孢的产生,芽孢萌发实验表明0.03~0.06ug/ml即可显著抑制芽孢萌发。MBIC和MBBC测定、生物膜生长实验显示,它可有效抑制艰难梭菌的生物膜形成。转录组分析和RT-PCR验证结果显示,它可能是通过调控 PTS 通路、糖酵解/糖异生、氨基酸/碳/丁酸盐代谢,下调spo0A、ccpA和cwp84等芽孢、生物膜和黏附相关基因的表达来抗菌。Caco-2粘附抑制实验结果显示CCD052能抑制粘附定植、且强于万古霉素和熊去氧胆酸。Western blot检测p65蛋白表达水平,证实它通过调控NF-κB信号通路来抑制感染炎症反应。诱导耐药实验、全基因组测序及比较基因组分析显示它不容易诱导耐药,rsbW和slpA可能是它的抗菌作用靶位。同源重组法和CRISPR-Cas9系统rsbW基因敲除实验表明,敲除株芽孢形成能力显著减弱、生物膜形成能力显著增强。本研究揭示了CCD052体内外抗菌作用强、与万古霉素和非达霉素相当,能够满足临床抗感染需要;它有独特的抗菌作用机制来干扰艰难梭菌能量代谢、抑制芽孢萌发、抑制生物膜形成和抑制细胞黏附,并找到了可能的新药作用靶点,有助于后续进一步研发。
致医院感染的鲍曼不动杆菌中碳青霉烯耐药基因blaOXA-58的播散机制研究
  • 批准号:
    81101293
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万元
  • 批准年份:
    2011
  • 负责人:
    王晓辉
  • 依托单位:
国内基金
海外基金