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反面看问题更容易获得新思路 精选

已有 5672 次阅读 2012-1-17 10:51 |个人分类:研究生培养|系统分类:科研笔记| office, class

Hydrogenase the next target.pdf

我最近几年一直思考氢气的生物学效应的分子机制,一直也找不到头绪。刚才阅读到一篇论文,从氢气保护细胞角度,引申到氢气可以保护细菌,提出细菌产生氢气可能是细菌耐受抗生素的原因。当然对细菌有保护作用,对细菌来说是好事,对人体来讲就不那么好了。但这也是解决氢气生物学效应研究的另一个好思路。这一文章很好地说明,从反面看问题更容易找到好的思路。

氢气生物学效应中最重要的也是最公认的观点是帮助细胞对抗自由基损伤,而且是对抗活性高毒性强的活性氧气。而许多抗生素杀伤细菌的作用机制也是通过产生活性高毒性强的活性氧,我们的免疫系统杀灭细菌等微生物的方式也是采用释放大量活性氧的方法,例如中性粒细胞的呼吸爆发就是释放大量活性氧具有杀灭细菌的作用。由于许多细菌具有产生氢气的能力,如果一些致病菌也可以产生氢气,那么这种细菌可利用氢气的抗氧化作用来避免药物的伤害。过去的研究也证明,氢气可以减少炎症反应,其作用也可能是减少免疫反应产生活性氧,或者降低活性氧发挥作用。从这个角度看,我们在使用氢气的时候,有可能在保护自身的同时,对细菌也具有保护作用,保护他们避免受到免疫系统和化学药物的杀伤作用。如果受到保护的细菌属于正常菌群,这可能是好事,如果受到保护的是致病菌,那么可能对人体带来不幸。看来任何事情都有两面性。

作者根据这个思路,提出可以通过抑制细菌产生氢气避免一些细菌的耐受药物,可能是抗生素研究的一个方向。不过我认为,在考虑这个问题时需要注意,细菌产生氢气的酶是氢化酶,该酶最常见的抑制物是氧气和一氧化碳,因此这些细菌只有在低氧条件下才产生氢气。如果产生氢气是某些细菌耐药的原因,给患者呼吸高压氧或给一氧化碳或一氧化氮供体应可以实现控制细菌产生氢气的目的,过去有人通过使用调整一氧化碳、一氧化氮和硫化氢等的方法探索新型抗生素的研究,是不是就是同样一条通路?

最近几年国际上有人相继证明,一氧化氮和硫化氢可保护细菌免受化学药物作用,可能是一些细菌耐药的重要原因,而调节这些气体产生可能是将来寻找抗生素的一种策略。这些研究论文许多发表在《科学》等高档杂志上,考虑到这些分子在人体内大都发挥正面作用,这些思路也应该属于从反面考虑问题的套路。既然一氧化碳也属于气体信号分子,而且有的细菌也可以代谢它,那么是否也有关系?初步查没有发现细菌耐药和一氧化碳关系的文献,也许也有关系,那样也算是一个比较重要的发现。(本思路不要原创版权,欢迎提出证据)

以下是一些相关文献,可参考2011年《科学》杂志相关论文:

H2S: A Universal Defense Against Antibiotics in Bacteria http://www.sciencemag.org/content/334/6058/986.abstract

Active Starvation Responses Mediate Antibiotic Tolerance in Biofilms and Nutrient-Limited Bacteriahttp: http://www.sciencemag.org/content/334/6058/982.abstract

Antioxidant Strategies to Tolerate Antibioticshttp://www.sciencemag.org/content/334/6058/915.citation

2009年《科学》报道关于一氧化氮和细菌耐药的关系http://www.bioon.com/biology/Microbiology/408662.shtml

http://www.sciencemag.org/content/325/5946/1380.abstract



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