2024年11月5日，華南農(nóng)業(yè)大學生命科學學院鄧詣群教授團隊在《Journal of Hazardous Materials》期刊（中科院一區(qū)TOP期刊，影響因子12.2）上在線發(fā)表了題為“Role and mechanism of the outer membrane porin LamB in T-2 mycotoxin-mediated extensive drug resistance in Escherichia coli”的研究論文。該研究探討了霉菌毒素對抗生素耐藥性演化的影響，揭示了特異性孔蛋白在這一過程中的重要作用。
抗生素耐藥性已成為全球公共健康和環(huán)境安全的重大威脅。細菌的細胞膜作為抵御外界惡劣環(huán)境的屏障，膜蛋白在細菌適應環(huán)境和發(fā)展耐藥性方面發(fā)揮著關鍵作用。T-2毒素是由鐮刀菌產(chǎn)生的最強毒性A類單端孢霉烯族霉菌毒素，且是主要的食品和環(huán)境污染物之一。該研究發(fā)現(xiàn)，低濃度的T-2毒素可誘導大腸桿菌（E. coli）表現(xiàn)出多重耐藥性表型。在更低濃度（10-5 ng/mL）下的連續(xù)脅迫實驗中，T-2毒素使E. coli ATCC 25922對13種關鍵抗生素產(chǎn)生了穩(wěn)定的耐藥性，其最低抑菌濃度增加了16倍至數(shù)千倍。轉(zhuǎn)錄組學分析表明，這種耐藥性可能與細菌膜運輸、應激反應以及mal基因簇中的相關基因有關。T-2毒素通過下調(diào)外膜孔蛋白LamB，降低了細胞膜的通透性，促進其自身的進入，同時減少了細胞內(nèi)T-2毒素和抗生素的積累，從而加速了耐藥性的形成。LamB在大腸桿菌的廣泛耐藥（XDR）中發(fā)揮了關鍵作用，特別是在阻礙last-resort抗生素進入細胞方面，這使得現(xiàn)有治療策略變得更加復雜。LamB與T-2毒素及多種抗生素具有高親和力，其與美羅培南、亞胺培南、頭孢他啶和頭孢吡肟的結(jié)合位點及結(jié)合能值分別為-2.93、-2.58、-2.53和-4.3。
該研究表明，即使是低濃度的霉菌毒素也會對公共健康構成重大風險，強調(diào)了應對這些污染物的緊迫性，同時為抗生素耐藥性研究開辟了新的方向。此外，研究還指出，T-2毒素對細菌生理的影響不可忽視，提示未來需要對更廣泛的毒素濃度范圍進行探索，以更好地理解其劑量-反應關系及潛在的閾值效應。
華南農(nóng)業(yè)大學生命科學學院青年教師鄧鳳如及其指導的2024屆碩士畢業(yè)生趙莉為共同第一作者，鄧詣群教授為通訊作者。該研究得到了廣東省自然科學基金-面上項目和國家自然科學基金項目的資助。
論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2024.136437
文/圖 生命科學學院 鄧鳳如
