科学家们从欧洲栗树的叶子中分离出一种可中和耐药葡萄球菌的分子

欧洲或甜栗树原产于南欧和小亚细亚。来源：Quave 实验室

科学家们从欧洲栗树的叶子中分离出一种分子，该分子具有中和危险的耐药葡萄球菌的能力。药理学前沿发表了由埃默里大学的科学家领导的这一发现。

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研究人员将这种分子命名为 Castaneroxy A，取自欧洲板栗属 Castanea。在意大利农村的传统民间疗法中使用栗子叶激发了这项研究。

“我们能够分离出这种对科学来说是新的分子，这种分子在板栗叶中仅以极少量存在，”该论文的资深作者、埃默里大学人类健康研究中心和学院的副教授 Cassandra Quave 说医学皮肤科。“我们还展示了它如何通过消除细菌产生毒素的能力来解除耐甲氧西林金黄色葡萄球菌的武装。”

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA) 由于对抗生素有耐药性而导致难以治疗的感染。它是全球最严重的传染病问题之一，被疾病控制和预防中心标记为“严重威胁”。仅在美国，每年就发生近 300 万例抗生素耐药性感染，导致 35,000 多人死亡。

抗生素通过杀死葡萄球菌起作用，这会导致少数存活的细菌产生更大的抵抗力，从而产生“超级细菌”。Quave 实验室已经从巴西胡椒树和欧洲栗树中鉴定出化合物，这些化合物可以简单地中和 MRSA 的有害影响，使细胞和组织从感染中自然愈合而不会增强抵抗力。

埃默里大学的医学民族植物学家 Cassandra Quave 在意大利南部的田野里采集栗叶。学分：埃默里大学

“我们正试图用与传统抗生素不同的化合物来填补抗菌药物发现的管道，”Quave 说。“我们迫切需要这些新战略。” 她指出，全球每年估计有 700,000 人死于抗微生物感染，如果没有找到新的治疗方法，这一数字预计将成倍增长。

药理学前沿论文的第一作者是 Akram Salam，他作为博士生在 Quave 实验室通过 Emory 的分子系统和药理学研究生项目进行了这项研究。

Quave 是一位医学民族植物学家，研究传统植物疗法以寻找有希望的新药线索。尽管许多主要药物都是以植物为基础的，从阿司匹林（柳树的树皮）到紫杉醇（太平洋红豆杉的树皮），但 Quave 是少数专注于抗生素耐药性的民族植物学家之一。

当前论文背后的故事始于十多年前，当时Quave 和她的同事研究了书面报告，并对意大利南部农村的人们进行了数百次实地采访。这将他们指向了原产于南欧和小亚细亚的欧洲或甜栗树。“在意大利传统医学中，将煮沸的叶子敷在皮肤上以治疗烧伤、皮疹和感染的伤口，”Quave 说。

Quave 将样本带回她的实验室进行分析。到 2015 年，她的实验室发表了一项发现，即从叶子中提取的一种提取物甚至可以解除能够导致健康运动员严重感染的高毒性 MRSA 菌株的武装。实验还表明，提取物不会干扰皮肤细胞上的正常健康细菌。

最后，研究人员通过抑制 MRSA 细菌相互交流的能力（这一过程称为群体感应）证明了提取物的工作原理。MRSA 使用这种传感信号系统来制造毒素并提高其毒力。

对于目前的论文，研究人员希望从植物提取物中分离出这些活性成分。手动完成这个过程很辛苦，因为植物提取物通常含有数百种不同的化学物质。每种化学物质都必须分离出来，然后进行功效测试。与高性能液相色谱系统相结合的大型馏分收集器可自动执行此分离过程，但它们可能要花费数万美元，并且不具备 Quave 实验室所需的所有功能。

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实验室的研究专家 Marco Caputo 解决了这个问题。Caputo 使用儿童玩具中的软件设备、LEGO MINDSTORMS 机器人创造者、几块乐高积木和五金店的一些组件，以 500 美元的价格构建了一个根据实验室需求定制的自动液体分离器。实验室成员将这项发明称为 LEGO MINDSTORMS Fraction Collector。他们在期刊上发布了如何构建它的说明，以便其他研究人员可以利用简单但有效的技术。

Quave 实验室首先从植物提取物中分离出一组分子，即环阿坦三萜类化合物，并首次证明该组分子能有效阻断 MRSA 的毒力。研究人员随后深入研究，从该组中分离出单一、最活跃的分子，即现在称为 Castaneroxy A。

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“我们自制的设备确实有助于加快我们的发现步伐，”Quave 说。“我们能够分离出这种分子并从中提取出纯晶体，尽管它仅占栗子叶的 0.0019%。”

在科罗拉多大学的合著者 Alexander Horswill 的实验室中对感染 MRSA 的小鼠皮肤进行的测试证实了该分子在关闭 MRSA 毒力方面的功效，使皮肤能够更快地愈合。

合著者、埃默里化学系 X 射线晶体学中心主任 John Bacsa 对 Castaneroxy A 的晶体形状进行了表征。了解晶体的三维构型对于未来研究改进和优化该分子作为潜在的治疗药物非常重要.

“我们正在为临床层面对抗细菌感染的新策略奠定基础，”Quave 说。“我们没有过度关注病原体的治疗，而是专注于更好地治疗患者的方法。我们的目标不是杀死微生物，而是找到削弱它们的方法，以便免疫系统或抗生素能够更好地清除感染。”

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