王岩/白凡实验组发现吲哚逆转细菌耐药性的分子机制

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随着抗生素的广泛使用，目前海洋环境中已经出现了较多耐药细菌，给环境保护和人类健康带来了严重的威胁。吲哚是一种广泛存在的群体感应信号分子，参与细菌间多种生理行为的调控，如抗生素抗性、生物膜的产生和细菌运动性等。由信号分子介导的细菌耐药性是近年来受到较多关注的一种新兴机制。吲哚作为种间信号分子，过去的研究证明可以增强细菌的抗生素耐药性。然而，吲哚是否能够抑制细菌抗生素耐药性在很大程度上是未知的。

2019年5月28日，中国海洋大学王岩副教授和北京大学生物医学前沿创新中心白凡研究员在微生物研究领域权威期刊mBio在线发表了Indole reverses intrinsic antibiotic resistance by activatinga novel dual-function importer（吲哚通过激活一种新型的双功能泵逆转细菌固有抗生素抗性）的最近研究论文，首次报道了信号分子吲哚通过调控细菌内向转运泵来逆转细菌固有抗生素耐药性。

在该研究中，研究人员首次报道了吲哚介导的溶杆菌属固有抗生素耐药性逆转的现象。这种逆转现象与一种新型BtuD双功能转运蛋白紧密相关，其既可以转运维生素B12又可以转运抗生素。吲哚刺激btuD基因过表达，促进细菌对于细胞外维生素B12的高效吸收，但同时导致细胞过量摄取抗生素，造成细胞死亡。研究人员进一步研究发现，吲哚能够抑制多种不同种属细菌的固有抗生素耐药性，是一种普遍存在的现象。有趣的是，吲哚逆转产酶溶杆菌属抗生素耐药性现象可以被另外一种群体感应信号因子LeDSF恢复。本研究深入揭示了信号分子对细菌抗生素耐药性的动态调控，为消除耐药细菌提供了新的思路。

图1：吲哚通过激活一种新型的双功能泵BtuD逆转产酶溶杆菌固有抗生素耐药性

据悉，中国海洋大学王岩博士、硕士生张静静，北京大学生物医学前沿创新中心博士生田甜、博士后金心是该论文的并列第一作者。美国内布拉斯加大学林肯分校杜良成教授团队对本项目提供了大力支持。