劳兴珍/封硕等团队在Nat.Comm上发表药物扰乱肠道菌群的"同源竞争"新机制,益生菌或成解药
中国药科大学生命科学与技术学院劳兴珍/封硕等研究团队在权威期刊Nature Communications上发表了题为"Probiotics mitigate non-antibiotic drug-induced dysbiosis via protein homology-driven competitive binding"的研究,首次系统阐明了非抗生素类药物(如甲氨蝶呤)直接导致肠道菌群失调的一种通用分子机制,并提出了创新性干预策略。
研究发现,药物破坏菌群的关键在于“同源竞争”。肠道细菌中存在大量与人类药物靶点结构相似的“同源蛋白”。药物进入肠道后,会高亲和力地结合这些细菌蛋白,从而直接抑制敏感菌的生长,引发菌群失衡。计算与实验证实,该机制预测准确,76%携带高亲和力同源蛋白的菌株对相应药物敏感。
基于此机制,团队提出“益生菌竞争性结合”的修复策略。团队筛选出携带对甲氨蝶呤具有高亲和力同源蛋白的益生菌——动物双歧杆菌乳亚种。该益生菌在肠道内可充当“分子诱饵”,优先结合药物,有效缓解药物诱导的菌群紊乱,且不影响系统药效。
这项研究为理解药物-菌群互作提供了全新理论框架,并开辟了通过定制化益生菌方案,在治疗期间保护肠道微生态的精准医学新路径。
中国药科大学博士后封硕,博士生周淑鑫和司子林为共同第一作者。博士后合作导师劳兴珍副教授,以及中国药科大学李菁教授和郑啸教授为本文共同通讯作者。中国药科大学为唯一通讯单位。该研究得到了国家自然科学基金、江苏高校优势学科建设工程等项目资助。

药物通过“同源竞争”机制扰乱菌群及修复策略的示意图