科学家开发出用于感染研究的新型化学工具

维尔茨堡和柏林的研究人员展示了一种用于可视化鞘磷脂代谢的新分子。这为感染研究中的创新治疗方法提供了前景。该研究发表在《自然通讯》杂志上。

19 世纪末，德国病理学家 Ludwig Thudichum 从大脑中分离出一种此前未知的脂肪物质(脂质)。他将这种新分子命名为鞘脂类，以希腊神话中的生物 Sphinx 命名，以表示对“它给研究人员带来的许多谜题”的敬意。

从那时起，人们发现许多疾病都是由大脑中的鞘脂代谢缺陷引起的，包括法布里病和戈谢病。鞘脂还与传染病有关，例如埃博拉病毒、麻疹或 COVID-19病毒感染，以及铜绿假单胞菌或金黄色葡萄球菌细菌感染，这些细菌感染可导致中耳感染、皮肤和肺部感染以及许多其他疾病。

在这些感染中，鞘磷脂酶对鞘磷脂分子的降解往往是关键步骤。然而，此前无法可视化该酶的活性。

填补空白的新型化学探针

目前，维尔茨堡和柏林的研究人员成功开发出一种鞘磷脂衍生物，可用于可视化感染过程中鞘磷脂的分布和鞘磷脂酶的活性。

这些科学家是研究培训组 2581 的成员，该组研究的主题是“感染中膜近端脂质和信号成分的代谢、拓扑结构和区室化”。化学家、物理学家和生物学家合作合成了新型化合物，并测试了它们在感染研究中的适用性。

“新分子是三功能鞘磷脂，以天然产物鞘磷脂为基础，并配备三种附加功能。设计出像天然来源一样被新陈代谢接受的分子非常困难，”德国巴伐利亚州维尔茨堡朱利叶斯马克西米利安大学 (JMU) 有机化学研究所的 Jürgen Seibel 教授说道。

衣原体细菌发育过程中鞘磷脂降解的图像

科学家不仅通过确定人类细胞表面细菌鞘磷脂酶的活性证明了他们新开发的分子的功能，而且他们还在感染细胞内衣原体细菌的过程中可视化了人类细胞内的鞘磷脂降解，已知衣原体细菌会感染人类生殖道，并被怀疑会导致受感染组织中癌症的发展。

在宿主细胞内，衣原体形成一种称为内含体的复制细胞器。研究人员发现，衣原体内含体主要含有三功能鞘磷脂的裂解形式。

他们利用所谓的扩展显微镜和点击化学技术观察到，在非感染性衣原体颗粒成熟为感染性衣原体颗粒的过程中，代谢鞘磷脂分子的比例有所增加。通过可视化这一感染过程，现在可以开发针对这些感染的新靶向策略。

“这种新的化学工具肯定会对我们大有裨益，而且可以方便地在许多实验室中使用，”Seibel 教授表示。“我们的目标是利用它来确定新的抗感染或免疫治疗策略，以便开发可通过调节鞘脂代谢来对抗传染病的药物。”