Small-molecule inhibitor of Vibrio cholerae virulence and intestinal colonization

碩二 李璟采 s46931059

本篇作者利用霍亂弧菌的霍亂毒素promoter後面接tetA的基因，再加入欲分離之化學藥物，若此藥物可抑制霍亂毒素promoter的活性，則會對四環黴素具有敏感性，用此方式篩選出對於霍亂毒素有抑制能力的化學藥物，因此作者藉由此方式找到一小分子的化學物質具有抑制霍亂毒素的效果，此化學物質被命名為 virstatin (Fig.1)，並進一步分析其作用。

Fig.1                   Fig.2                  Fig.3

首先作者先測試這藥物對於霍亂弧菌的生長是否有影響，但他們發

現此藥物並不影響霍亂弧菌的生長（Fig.2），他們也進一步利用ELISA與western blot的方式分析在有此藥物存在的情形下，霍亂毒素以及與受共同調控的毒素線毛的表現情形，結果發現在有此藥物的存在下，其霍亂毒素與毒素線毛的表現有明顯被抑制下來的情形(Fig.3)。

進一步，作者想要瞭解這小分子的化學物質是透過什麼樣的方式去抑制霍亂毒素的產生，所以作者推想這藥物是否有可能是透過抑制霍亂毒素上游的一些調節子，進而促使下游的毒素無法產生，因此作者將一些上游已知調節子的promoter後面接lacZ基因，進一步去觀測virstatin的存在是否會影響上游因子的表現，但他們發現上游因子promoter的活性並不會受到virstatin的添加而有所影響（Fig.4），作者也利用受arabinose調控的pBAD promoter接在上游的調控子（ToxT）前方，藉由添加arabinose使被調控的基因可以正常表現，他們發現在有添加virstatin的情形下，ToxT的RNA可正常表現且蛋白質也可以正常表現(Fig.5)，因此作者排除了virstatin並不會影響ToxT post-transcriptional level，所以可能是影響ToxT的post-translational level。

Fig.4                                      Fig.5

同時，他們也利用mutagenesis的方式找到一帶有點突變的霍亂弧菌對virstatin這藥物具有抗性，而這點突變的位置在ToxT demerization的地方，因此更確定virstatin是影響到ToxT的post-translational level，而作者也進行動物實驗，發現當virstatin添加的情形下霍亂弧菌在腸道駐紮繁殖的能力明顯的下降(Fig.6)，因此作者發現此藥物會影響霍亂弧菌的附著能力，而相反的對virstatin有抗性的突變株則可順利的在腸道中附著，因此這類的藥物或許可結合一般的抗生素一起使用，會有更佳的作用。

Fig.6                                                     

References:

1.    M. K. Waldor, J. J. Mekalanos, in Enteric Infections and Immunity, pp. 37-55, 1996

2.    D. T. Hung, E. A. Shakhnovich, E. Pierson, J. J. Mekalanos, Small-molecule inhibitor of Vibrio cholerae virulence and intestinal colonization. Science 310, 670 (2005)