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广州生物院成功构建自主发光分枝杆菌,高效筛选抗结核药物

据科技日报报道,中科院广州生物医药与健康研究院张天宇研究组构建了无抗性筛选标记的稳定自主发光的分枝杆菌,其研究成果《Engineering More Stable, Selectable Marker-free AutoluminescentMycobacteria by One Step》于3月12日在线发表在国际学术期刊PLOS ONE上。


分枝杆菌引起的疾病,如结核病、麻风病和布鲁利坏死病(Buruli ulcers)一直是全球引起高致残率和死亡率的疾病。耐药结核菌及其与艾滋病并发对结核病的防控带来了极大挑战。多数致病性分枝杆菌生长缓慢,严重阻碍了对该类病原菌的研究和药物、疫苗的研发等。

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研究团队前期研究已证明自主发光的结核分枝杆菌可作为良好的报告菌株,能极大降低体外抗结核药物筛选和体内筛选、评价抗结核药物和疫苗的成本,缩短时间,节约人力和减少小动物的使用。


然而,前期构建的菌株发光元件并不是十分稳定,而且有一个卡那霉素抗性基因标记,该标记可能由于具有潜在的交叉耐药的特性,不适合筛选某些类型的化合物,更不适合评价潜在的药物组合。


结核菌有限的筛选标记基因(常用的只有2个)也是带有筛选标记基因的一个重要缺陷,限制了其在基础研究中的多项应用。因此,无抗性标记的、更稳定的自主发光菌具有更高的研究和应用价值。


经研究,研究团队成功构建了一种用于高效构建无抗性标记重组分枝杆菌的抗性表达盒,同时采取多种策略进行研究,最终实现了一步法构建自主发光分枝杆菌,包括结核分枝杆菌(实验室标准株和多种临床耐药株)、卡介苗(BCG)、海分枝杆菌和非致病的耻垢分枝杆菌等,这些自主发光分枝杆菌不仅无筛选标记,而且发光元件非常稳定。


张天宇研究组已经利用该类发光菌建立了高效、完整的抗结核药物筛选评价平台,同时与相关单位合作,筛选了4万多个化合物并进行了不同阶段的研究。目前已获得近十个具有体内抗结核活性的化合物,申请专利3个。


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