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李学文教授团队在细菌耐药领域取得重要进展

发布:山东大学融媒体中心 日期:2025年09月12日

[本站讯]近日,公共卫生学院李学文教授团队在国际学术期刊Journal of Hazardous Materials在线发表了题为“Bilateral transmission of plasmid-mediated antibiotic resistance genes under polycyclic aromatic hydrocarbons pressure”的研究文章(IF=11.3,中科院1区)。公共卫生学院博士研究生邹慧云,硕士研究生李建阳、李静静为共同第一作者,李学文教授为唯一通讯作者,山东大学为第一作者单位和通讯作者单位。

抗生素抗性基因(ARGs)的全球传播已成为公共卫生领域的重大挑战,而质粒介导的接合转移是其主要传播途径之一。与此同时,多环芳烃(PAHs)作为环境中广泛存在的持久性污染物,长期威胁生态系统健康。尽管PAHs的毒性和致癌性已被广泛研究,但具体如何影响ARGs的传播却鲜为人知。随着工业化进程加速,PAHs污染与抗生素耐药性问题交织,可能进一步加剧环境健康风险。

研究团队以大肠杆菌为模型,探究了不同PAHs(包括萘、芴及其衍生物等)对质粒介导的ARGS接合转移的影响。通过实验发现以下重要信息。1.浓度依赖性双效作用:环境浓度的母体PAHs(如萘、芴)及其衍生物显著提升接合转移频率,而菲表现出抑制作用,芘则无显著影响。2.关键作用机制:氧化应激响应:PAHs诱导活性氧(ROS)生成,通过降低脂多糖合成增加外膜通透性;能量代谢激活:上调三羧酸循环,增强电子传递链活性,提升质子动力和ATP水平;基因调控网络:全局调控基因(korA/korB)下调与接合配对基因(trbB/trbC/trbJ)上调协同作用,促进质粒转移和接合桥组装;胞外聚合物变化:PAHs刺激蛋白质合成与分泌,增强细胞间黏附,直接关联接合效率提升。

本研究揭示,多环芳烃(PAHs)能够通过能量代谢重编程、跨膜动力调控等多重分子机制,促进质粒介导的抗生素抗性基因转移,加速耐药性扩散。该发现拓展了对环境污染物在耐药性传播中作用机制的理解,并提示PAHs污染严重的区域(如石化区、焦化厂周边)可能成为抗性基因扩散的重要风险场所,对公共卫生构成潜在威胁。同时,研究结果为开发针对污染介导耐药性传播的分子干预策略(如抗氧化阻断、膜通透性调节)提供了理论依据,并为环境健康风险评估和治理提供了新的科学支撑。

该项目得到国家自然科学基金(81972995,82273586)、国家重点研发计划(2020YFC1806904)的基金资助。


【供稿单位:公卫学院     作者:李建阳    责任编辑:蒋晓涵 曹智栋】