科学家发现有毒杂草中的化学物质可以“解除”

- 编辑:大众自然网 -

科学家发现有毒杂草中的化学物质可以“解除”

科学家已经从巴西胡椒树(一种生长在佛罗里达的杂草丛生的侵入性灌木)中发现了特定的化合物,这种化合物可以降低耐抗生素葡萄球菌的毒性。科学报告公布了这项研究,证明了植物红浆果中的三萜酸通过阻断葡萄球菌产生毒素的能力来“解除”危险的葡萄球菌。

这项研究是由埃默里大学人类健康研究中心和埃默里医学院皮肤病学系的助理教授卡桑德拉·奎夫领导的。研究人员的实验室实验提供了第一个证据,证明三萜酸对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)有很强的抵抗力。

巴西胡椒树(Schinus terebinthifolia)原产于南美洲,在佛罗里达州也很丰富,在那里它形成了浓密的灌木丛,挤掉了本地物种。奎夫说:“这是一种有毒的杂草,很多佛罗里达人都很讨厌它。”“但是,与此同时,亚马逊地区的巴西胡椒树有着丰富的传说,在那里,传统治疗师使用这种植物治疗皮肤和软组织感染已经有几个世纪了。”

奎夫是医学民族植物学领域的领军人物,也是埃默里大学抗生素耐药性研究中心的成员。他研究土著人如何将植物纳入治疗实践,以发现有希望的新药候选品种。

美国疾病控制与预防中心(Centers for Disease Control and Prevention)称抗生素耐药性是“我们这个时代最大的公共卫生挑战之一”。每年在美国在美国,至少有280万人感染了耐抗生素感染,导致逾3.5万人死亡。

奎夫说:“即使在当前的COVID-19病毒大流行期间,我们也不能忘记抗生素耐药性的问题。”她指出,许多COVID-19患者正在接受抗生素治疗,以应对因病情恶化而引起的继发性感染,这引发了人们对随后耐抗生素感染激增的担忧。

2017年,Quave实验室发表了一项研究结果,从巴西胡椒树的浆果中提取了27种化合物,这种精炼的、富含黄酮的混合物可以抑制MRSA感染小鼠皮肤损伤的形成。这种提取物不是通过杀死耐甲氧西林金黄色葡萄球菌来起作用的,而是通过抑制一种允许细菌细胞彼此交流的基因来起作用的。阻断这种交流可以阻止细胞采取集体行动,而集体行动实际上是通过阻止细菌排出破坏组织的毒素来解除细菌的武装。这样,人体的免疫系统就更有可能治愈伤口。

这种方法与传统的治疗方法不同,后者是用设计好的杀死致命细菌的药物来轰击这些细菌,这有助于加剧抗生素耐药性的问题。一些更强的细菌可能会在这些药物攻击中存活下来并增殖,将它们的基因传给后代,导致致命的“超级细菌”的进化。

在目前的这篇论文中,研究人员想要缩小草莓中27种主要化合物的范围,以分离出与解除耐甲氧西林金黄色葡萄球菌有关的特定化学物质。他们煞费苦心地提炼原始化合物,测试每一种新化合物对细菌的效力。他们还使用了一系列的分析化学技术,包括质谱、核磁共振波谱和x射线晶体学,以获得参与抗毒机制的化学物质的清晰图像。

结果表明,三种三萜酸在抑制MRSA在皮氏培养皿中形成毒素方面同样有效,而且对人体皮肤细胞没有伤害。其中一种三萜酸在抑制MRSA在小鼠皮肤上形成损伤的能力上特别有效。研究人员还证明,三萜酸不仅抑制了MRSA用来排泄毒素的一个基因,还抑制了参与这一过程的两个基因。

“自然是最好的化学家,这是毋庸置疑的,”奎夫说。她补充说,杂草尤其具有有趣的化学武库,它们可以用来防止疾病,从而更容易在新环境中传播。

研究小组计划在动物模型中进一步测试三萜酸作为MRSA感染的治疗方法。如果这些研究是有希望的,下一步将是与药物化学家合作,优化化合物的功效、传递和安全性,然后在人类身上进行测试。

奎夫说:“植物的化学成分极其复杂,识别和分离特定的提取物就像从干草堆中挑选针一样。”“当你能够从这些复杂的天然混合物中提取出具有药用特性的分子时,这是向了解一些传统药物如何发挥作用迈出的一大步,也是向潜在的药物开发途径推进科学的一大步。”