抑菌性致死作用源于膨压诱导的生理应激

随着新型抗生素的发现速度不断放缓，最大限度地提高现有药物的疗效至关重要。抑菌性抗生素通常被认为不如杀菌性药物，因为人们认为前者仅仅抑制生长，而不会造成细胞损伤和细胞死亡。与传统观点相反，我们表明，抑菌状态是一种受到生理胁迫的状态，可以借此揭示其致死性。通过定量测量和活细胞成像，我们发现，抑菌性抗生素通过扰乱大肠杆菌（E. coli）的生理平衡，抑制蛋白质翻译并诱导细胞内膨压升高。这种压力表现为渗透性膨胀，导致部分细胞裂解；而存活细胞则依赖PBP1介导的细胞壁修复来缓解机械应变。基于这一保护机制，我们预测并通过实验证实，使用β-内酰胺使PBP1失活能够增强抑菌药物的致死性，从而挑战了抑菌性抗生素与杀菌性抗生素之间普遍存在拮抗作用这一假设。这些发现表明，抑菌状态是一种生理上不稳定的状态，并为其致死性提供了系统层面的理论框架，从而有助于理性设计优化的治疗方案。

随着新型抗生素的发现速度减缓，最大限度地发挥现有药物的疗效至关重要。抑菌性抗生素通常被认为不如杀菌性药物，因为人们认为前者仅仅抑制细胞生长，而不会造成细胞损伤和死亡。与传统观点相反，我们发现，抑菌状态是一种生理应激状态，可以被利用以揭示其致死性。通过定量测量和活细胞成像，我们发现，抑菌性抗生素通过扰乱大肠杆菌（E. coli）的生理平衡，抑制翻译并诱导细胞内膨压积聚。这种压力表现为渗透性膨胀，导致部分细胞裂解；而存活细胞则依赖PBP1介导的细胞壁修复来缓解机械应变。这一保护机制使我们提出了如下预测，并通过实验加以证实：利用β-内酰胺使PBP1失活，可以增强抑菌性药物的致死性，从而挑战了抑菌性抗生素与杀菌性抗生素之间普遍存在拮抗作用这一假设。这些发现表明，抑菌状态是一种生理上不稳定的状态，并为其致死性提供了系统层面的解释框架，从而有助于理性设计优化治疗方案。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.09.01.748669v1?rss=1

🏷️ 抑菌性抗生素 膨压应激 大肠杆菌 细胞壁修复 PBP1 抗生素协同作用