科研进展

Angew|张帆课题组在新型抗毒力药物研究领域取得新进展

信息来源: 时间:2025-10-05 浏览次数:

全球抗生素耐药性问题日益严峻,抗毒力疗法作为一种不直接杀灭细菌、而是削弱其致病能力的治疗新策略,正受到越来越多关注。近日,武汉大学药学院张帆课题组在国际权威期刊Angewandte Chemie International Edition》上发表题为“Discovery of Antivirulence ClpP Inhibitors by Self-Resistance Gene-Guided Mining Coupled with Dual Functional Screening”的研究论文,提出了一种高效挖掘靶向ClpP蛋白酶新型抑制剂的策略。

据世界卫生组织统计,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)感染导致的死亡率已超过乙肝和艾滋病,成为耐药菌感染致死的首要因素。传统抗生素在杀菌过程中容易加速耐药性并破坏人体微生态平衡,而抗毒力药物通过抑制细菌毒力因子,使其难以致病,从而减缓耐药性发展。ClpP蛋白酶作为调控金黄色葡萄球菌毒力的关键蛋白,是极具潜力的药物靶标。然而,目前已报道的ClpP抑制剂结构类型有限,且尚无临床候选药物。因此,开发结构新颖、活性优良的ClpP抑制剂成为该领域的迫切需求。

微生物为抵御自身产生的活性代谢产物,常进化出相应的自抗性基因,这些基因通常与该代谢产物的生物合成基因簇共定位存在,可作为精准发掘活性化合物的“路标”。基于此,团队以ClpP蛋白Cac16为探针,对超过3.4万个放线菌基因组进行挖掘,锁定530个含有潜在ClpP自抗性基因的基因簇,从中优先选择了26个进行实验验证。为提升筛选准确性,团队建立了一套双功能筛选流程:先通过荧光底物水解实验初筛抑制活性,再借助ADEP激活剂拮抗实验验证,有效排除非特异性干扰,最终从Streptomyces sp. S186菌株中成功发现一类新型ClpP抑制剂streptoclipamides。

Streptoclipamide A对MRSA来源ClpP蛋白酶的IC₅₀ 达480 nM,且在高达500 µM浓度下仍不影响细菌生长,表现出典型的抗毒力特征。该化合物可显著抑制关键毒力因子(如α-溶血素)的表达,并下调全局毒力调控基因(RNAIIIagrAsaeR等),从而削弱细菌致病力。机制研究显示,streptoclipamide A能够直接结合ClpP蛋白,其关键作用位点为Thr72残基。在MRSA感染的大蜡螟幼虫和小鼠肺炎模型中,该化合物与万古霉素联用展现出显著协同疗效,有效提高宿主存活率、降低肺部菌载并减轻组织损伤。该研究通过“自抗性基因引导挖掘+双功能验证”策略,实现了ClpP抑制剂的高效精准发现,不仅为抗MRSA治疗提供了具有开发前景的先导化合物,也为靶向天然产物的挖掘提供了可推广的新范式。

该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、武汉大学泰康生命医学中心武汉大学启动经费等项目资助,及武汉大学科研公共服务条件平台的支持。药学院博士研究生王勇超为本文第一作者,张帆教授为通讯作者,武汉大学药学院为第一完成单位。此外,药学院鲁丽研究员陶韦新副教授,以及尹金环、廖玮霆、姚燕等博士生也为本研究做出了重要贡献

论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/anie.202514683



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