揭開炭疽桿菌致死毒素的神秘面紗

研究成果

孫老師
炭疽桿菌孢子是致命的生化武器,2001年恐怖份子在美國投遞含有炭疽桿菌孢子的郵件後,又再度喚醒世人對炭疽病的注意。慈濟大學生命科學院分子生物暨人類遺傳學系孫德珊教授與張新侯教授研究團隊及預防醫學研究所研究團隊與門諾婦產科合作,以小鼠為模式,發現炭疽桿菌致死毒素可藉由殺死在骨髓中的血小板前驅細胞及紅血球前驅細胞,而造成炭疽病血小板低下、貧血、缺氧的症狀;但是若給與血小板生成素(thrombopoietin, TPO)、紅血球生成素(erythropoietin, EPO)或顆粒性白血球生成素(granulocyte colony-stimulating factor, G-CSF)促進血小板生成、紅血球生成及釋放至周邊血,則可以緩解以上的症狀,且可以在小鼠提高施打炭疽桿菌致死毒素的存活率。這些研究成果,提供了除了使用抗生素的另一種治療炭疽病的方式。這些發現分別發表在三篇近期公共科學圖書館期刊(PLoS ONE, 8, e59512, 2013; PLoS ONE, 8, e71718, 2013; PLoS ONE, 9, e111149, 2014) [1-3]。

炭疽病是一種人畜共通的病,一般只會感染從事農業或食用感染炭疽桿菌肉類的人。但是因為炭疽桿菌可以孢子的型態在體外耐熱耐寒的環境下存活多年,且早期炭疽病的症狀類似感冒,不易引起注意。若早期發現,以抗生素是可以有效殺死炭疽桿菌的,但是一旦未即時治療導致炭疽桿菌釋放的毒素佈滿全身時,即使使用抗生素治療也來不及了。因此,針對炭疽桿菌毒素發展另外的治療方式,是目前相當重要的課題。

這些豐碩的成果來自與預防醫學研究所研究團隊與門諾婦產科、慈濟醫院王仁宏老師的合作,加上孫德珊教授與張新侯教授共同指導的慈濟大學分子生物暨人類遺傳學系碩士班及醫學科學研究所博士班同學的努力,還有校內計畫及校外科技部、教育部計畫的支持,及校內的動物中心及貴重儀器中心提供的優良設備。研究團隊目前以炭疽桿菌致死毒素為分子篩選工具,進一步研究紅血球及血小板分化的分子機轉。

 

孫德珊教授實驗室網站: http://dssun.tcu.edu.tw/ 

[1] H.H. Chang, T.P. Wang, P.K. Chen, Y.Y. Lin, C.H. Liao, T.K. Lin, Y.W. Chiang, W.B. Lin, C.Y. Chiang, J.H. Kau, H.H. Huang, H.L. Hsu, C.Y. Liao, D.S. Sun, Erythropoiesis suppression is associated with anthrax lethal toxin-mediated pathogenic progression, PLoS One 8 (2013) e71718.

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3747219/pdf/pone.0071718.pdf 

[2] P.K. Chen, H.H. Chang, G.L. Lin, T.P. Wang, Y.L. Lai, T.K. Lin, M.C. Hsieh, J.H. Kau, H.H. Huang, H.L. Hsu, C.Y. Liao, D.S. Sun, Suppressive effects of anthrax lethal toxin on megakaryopoiesis, PLoS One 8 (2013) e59512. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC3605335/pdf/pone.0059512.pdf 

[3] H.H. Chang, Y.W. Chiang, T.K. Lin, G.L. Lin, Y.Y. Lin, J.H. Kau, H.H. Huang, H.L. Hsu, J.H. Wang, D.S. Sun, Erythrocytic mobilization enhanced by the granulocyte colony-stimulating factor is associated with reduced anthrax-lethal-toxin-induced mortality in mice, PLoS One 9 (2014) e111149. http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC4226491/pdf/pone.0111149.pdf