艰难梭菌（Clostridioides（C.）difficile），是一种厌氧性产毒芽孢杆菌，是人类肠道中的正常菌群。该菌群多因抗生素的应用导致过度生长即艰难梭菌感染（C. difficile infections，CDI），引发轻度至重度腹泻，甚至发展成危及生命的症状，如伪膜性结肠炎、结肠穿孔或毒性巨结肠症等。CDI 是腹泻最常见原因之一，美国仅在2022年就有超过20万相关住院病例，成为严重的医疗负担。
抗生素治疗后的肠道微生物菌群失调，有利于艰难梭菌孢子发育、生长并分泌强效AB型蛋白毒素，即毒素A（TcdA）和毒素B（TcdB），它们是CDI症状的主要毒力因子。与其他菌株相比，艰难梭菌的高毒力菌株分泌更强效的TcdA和TcdB，并对氟喹诺酮类等抗生素表现出高耐药性。此外，这些菌株还分泌艰难梭菌转移酶毒素（C. difficile transferase ，CDT），一种肌动蛋白ADP-核糖基化毒素，破坏肌动蛋白细胞骨架。从而，高毒力菌株可能引发更严重的症状、更高的复发率及死亡率。
德国乌尔姆大学的Maria Braune-Yan等人研究发现，宿主细胞因子Hsp70在细菌AB型毒素易位中的作用至关重要，Hsp70活性是TcdB进入胞质溶胶并导致细胞中毒所必须的。除了已知的VER-155008 (VER)以外，最近，在FDA批准的药物库中又检索到一种新型Hsp70活性抑制剂多潘立酮（Domperidone，Dom）。Maria Braune-Yan等人对Dom保护人体细胞免受TcdB中毒的机理进行了研究，并探索了其潜在的抑制机制，成果以“Domperidone Protects Cells from Intoxication with Clostridioides difficile Toxins by Inhibiting Hsp70-Assisted Membrane Translocation”为题发表在《toxins》上。
本研究采用德国innoME公司的zenCELL owl活细胞动态成像及分析系统，高频次、长时间动态监测HeLa细胞或Vero细胞在毒素作用下随时间的动态变化过程。细胞的圆形化是TcdB对Rho蛋白的细胞内修饰引起的，代表了一个高度特异性的中毒终点。作者通过获取的图片绘制细胞圆形率或中毒率随时间变化的曲线，以此来评估Hsp70抑制剂Dom对细胞的保护作用。
研究发现，在中毒2小时后，仅用TcdB处理的HeLa细胞出现了大量的圆形细胞，如果在TcdB中毒之前用Dom处理细胞，则Dom对TcdB中毒具有抑制作用。Dom以时间依赖性方式减少了TcdB诱导的细胞摄入，显著延迟了HeLa细胞的TcdB中毒，HeLa细胞TcdB中毒的延迟在中毒后长达8小时可见（图1中绿色曲线）。
图1 HeLa细胞TcdB中毒的时间过程
此外，艰难梭菌高毒力菌株除了分泌TcdB和TcdA外，还分泌ADP核糖基化CDT毒素，导致细胞中毒变圆，研究表明Dom也显示出对细胞CDT中毒的抑制作用。与单独使用CDT处理的细胞相比，用高浓度的Dom和CDT处理的Vero细胞出现较少的圆形细胞，表明Dom可抑制细胞中毒。圆形细胞的定量数据也证实了Dom可保护细胞免受CDT中毒（图2中绿色曲线）。
图2 Vero细胞CDT中毒的时间过程
综上所述，本研究结果确定Hsp70是对抗严重艰难梭菌感染所需的潜在的新药物靶点， Hsp70抑制剂Dom减少了细胞的TcdB中毒，也减少了由高毒力菌株分泌的二元CDT毒素的毒性， Dom有可能具有治疗这些毒素引起疾病的潜力。
德国InnoME公司自主研发和生产的zenCELL owl活细胞动态成像及分析系统，基于非标记、非侵入方法，原位记录细胞实时生长和定量的分析数据。zenCELL owl体积小巧，耐温耐湿，可在细胞培养箱内长时间连续工作；通过24个显微成像镜头，对24个视野进行连续的动态监测和图像获取。zenCELL owl为用户提供高质量图像、视频、统计学曲线和定量数据，实现细胞增殖／增殖抑制、细胞培养质控／培养优化、迁移／侵袭等诸多活细胞动态过程的监测。
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https://doi.org/10.3390/toxins15060384
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