维生素B1 和维生素C 对牛分枝杆菌卡介苗的DNA 甲基化和氨基酸代谢影响的研究

结核病一直是人类试图消灭的慢性、消耗性传染病，但由于抗生素的长期使用造成耐药菌株的出现，更使该病的防控面临巨大的挑战。维生素不仅作为人类日常膳食的正常补充，也是调节细胞新陈代谢过程中重要蛋白酶类的关键辅助因子，而且还在结核病的辅助治疗中起到重要作用。最近研究表明，维生素B1（VB1）和维生素C（VC）可抑制结核分枝杆菌的生长和增殖，但其抑制细菌生长的分子机制并不太清楚。因此，深入解析VB1和VC抑制结核分枝杆菌生长的机制，对于后期药物靶标的筛选及结核病的治疗均具有重要意义。基于此，动物细菌病团队针对VB1和VC对牛分枝杆菌卡介苗（BCG）的影响进行了一系列的组学研究，以期解析其抑制结核分枝杆菌生长的潜在分子机制，相关研究结果发表在《Frontiers in Microbiology》杂志上。

本研究利用VB1和VC分别处理牛分枝杆菌BCG后开展了系列的组学研究。转录组学研究结果显示，VB1处理后该菌有260 个基因发生显著变化，且表达下调的基因数量较多，主要参与氮代谢和二组分调控等途径；而Vc 处理该菌后有278 个基因发生显著变化，且表达上调的基因数量较多，主要参与DNA 复制和修复，表达下调的基因主要参与了能量代谢途径。DNA 甲基化组学研究显示，只有经VC处理的分枝杆菌显示出m4c 修饰，且这些甲基化修饰的基因均上调，表明m4c 甲基化可以在一定程度上促进基因转录。代谢组学研究结果显示，VB1和VC处理后，该菌主要是参与氨基酸代谢途径的代谢产物发生显著变化。通过对组学联合分析结果显示，VB1和VC两种维生素处理后该菌编码半胱氨酸合酶A 的基因表达均发生了显著上调。总之，维生素处理后因半胱氨酸浓度的升高，诱导超氧化物的生成，是导致细菌生长受到抑制的主要原因。另外，色氨酸和烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸（NADP）浓度的大幅度下降也可能是维生素抑制牛分枝杆菌BCG 生长的原因。

本研究利用组学联合分析方法系统分析了VB1和VC处理牛分枝杆菌B 卡介苗后的生理生化变化，阐明了维生素潜在的抑菌机制，为结核病的预防及治疗提供了重要参考依据。

评述论文来源：Song Ning-ning,Zhu Yong-qiang,Cui Ying-ying,et al.Vitamin B and Vitamin C affect DNA methylation and amino acid metabolism in Mycobacterium bovis BCG [J]. Front Microbiol, 2020, 11(812). doi:10.3389/fmicb.2020.00812.