維生素B1 和維生素C 對(duì)牛分枝桿菌卡介苗的DNA 甲基化和氨基酸代謝影響的研究

結(jié)核病一直是人類試圖消滅的慢性、消耗性傳染病，但由于抗生素的長(zhǎng)期使用造成耐藥菌株的出現(xiàn)，更使該病的防控面臨巨大的挑戰(zhàn)。維生素不僅作為人類日常膳食的正常補(bǔ)充，也是調(diào)節(jié)細(xì)胞新陳代謝過(guò)程中重要蛋白酶類的關(guān)鍵輔助因子，而且還在結(jié)核病的輔助治療中起到重要作用。最近研究表明，維生素B1（VB1）和維生素C（VC）可抑制結(jié)核分枝桿菌的生長(zhǎng)和增殖，但其抑制細(xì)菌生長(zhǎng)的分子機(jī)制并不太清楚。因此，深入解析VB1和VC抑制結(jié)核分枝桿菌生長(zhǎng)的機(jī)制，對(duì)于后期藥物靶標(biāo)的篩選及結(jié)核病的治療均具有重要意義?；诖耍瑒?dòng)物細(xì)菌病團(tuán)隊(duì)針對(duì)VB1和VC對(duì)牛分枝桿菌卡介苗（BCG）的影響進(jìn)行了一系列的組學(xué)研究，以期解析其抑制結(jié)核分枝桿菌生長(zhǎng)的潛在分子機(jī)制，相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在《Frontiers in Microbiology》雜志上。

本研究利用VB1和VC分別處理牛分枝桿菌BCG后開(kāi)展了系列的組學(xué)研究。轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究結(jié)果顯示，VB1處理后該菌有260 個(gè)基因發(fā)生顯著變化，且表達(dá)下調(diào)的基因數(shù)量較多，主要參與氮代謝和二組分調(diào)控等途徑；而Vc 處理該菌后有278 個(gè)基因發(fā)生顯著變化，且表達(dá)上調(diào)的基因數(shù)量較多，主要參與DNA 復(fù)制和修復(fù)，表達(dá)下調(diào)的基因主要參與了能量代謝途徑。DNA 甲基化組學(xué)研究顯示，只有經(jīng)VC處理的分枝桿菌顯示出m4c 修飾，且這些甲基化修飾的基因均上調(diào)，表明m4c 甲基化可以在一定程度上促進(jìn)基因轉(zhuǎn)錄。代謝組學(xué)研究結(jié)果顯示，VB1和VC處理后，該菌主要是參與氨基酸代謝途徑的代謝產(chǎn)物發(fā)生顯著變化。通過(guò)對(duì)組學(xué)聯(lián)合分析結(jié)果顯示，VB1和VC兩種維生素處理后該菌編碼半胱氨酸合酶A 的基因表達(dá)均發(fā)生了顯著上調(diào)?？傊S生素處理后因半胱氨酸濃度的升高，誘導(dǎo)超氧化物的生成，是導(dǎo)致細(xì)菌生長(zhǎng)受到抑制的主要原因。另外，色氨酸和煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP）濃度的大幅度下降也可能是維生素抑制牛分枝桿菌BCG 生長(zhǎng)的原因。

本研究利用組學(xué)聯(lián)合分析方法系統(tǒng)分析了VB1和VC處理牛分枝桿菌B 卡介苗后的生理生化變化，闡明了維生素潛在的抑菌機(jī)制，為結(jié)核病的預(yù)防及治療提供了重要參考依據(jù)。

評(píng)述論文來(lái)源：Song Ning-ning,Zhu Yong-qiang,Cui Ying-ying,et al.Vitamin B and Vitamin C affect DNA methylation and amino acid metabolism in Mycobacterium bovis BCG [J]. Front Microbiol, 2020, 11(812). doi:10.3389/fmicb.2020.00812.