季兴跃教授课题组与王义鹏教授课题组合作在Nature Communications发表H2S清除剂与抗生素联用协同增效的研究论文

硫化氢（H₂S）是哺乳动物中一种重要的气体信号分子。最近，细菌产生的H₂S已被证明是一种细菌抵御抗生素攻击的通用保护剂。此外，H₂S还是细菌生物膜形成的重要促进因素，持留菌中的H₂S水平远高于正常细菌。抑制H₂S的生物合成可以显著提高细菌和持留菌对抗生素的敏感性。然而，由于不同细菌依赖不同的酶（CBS/CSE/3-MST）来产生H₂S，研发广谱的H₂S合成酶抑制剂是一项极具挑战的课题（至今尚无相关报道）。而且，细菌中还存在非酶促H₂S的生成途径，这部分H₂S是酶抑制剂所不能抑制的。

为了解决这一难题，季兴跃教授课题组提出了化学清除H₂S的策略，设计合成了一类特异的H₂S清除剂，并与王义鹏教授课题组合作研究了这些清除剂在抗菌增效方面的作用。相关研究结果于2024年10月发表在Nature Communications。论文标题为“H2S scavenger as a broad-spectrum strategy to deplete bacteria-derived H2S for antibacterial sensitization”。

该研究通过特定的清除剂直接消除最终产物H₂S，以下调不同细菌内源性H₂S水平，实现抗菌增敏。该策略可以高效清除任何来源的H₂S，具有显著的广谱效应。通过筛选一个小分子化合物库，确定了硝基苯并呋喃框架用于H₂S清除剂设计。通过详细的结构-活性关系研究，合成得到高效的H₂S清除剂。其中一个最具代表性的H₂S清除剂有效地降低金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌、大肠杆菌和耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）中H₂S的水平，并增加这些细菌对抗生素和光动力疗法的敏感性，增强了巨噬细胞和多形核中性粒细胞的细菌清除能力，显示出抑制和根除细菌生物膜形成的能力，从而增加持留菌对抗生素的药敏性。最重要的是，这种H₂S清除剂在铜绿假单胞菌感染的肺炎和皮肤创伤雌性小鼠模型中也显著增强了抗生素的效果，具有进一步开发的价值。

我院硕士生孙劼凯、博士生汪旭、硕士生高叶和李双宇为该论文的共同第一作者，季兴跃教授、王义鹏教授为通讯作者，该研究得到了国家自然科学基金（22277087，32070439）、江苏省特聘教授项目、江苏省社会发展重点研发计划（BE2022723）、苏州市农业科技创新项目（SNG2022054）和江苏省优势学科（PAPD）的资助。

论文信息：

Sun, J., Wang, X., Gao, Y. et al. H₂S scavenger as a broad-spectrum strategy to deplete bacteria-derived H₂S for antibacterial sensitization. Nat Commun 15, 9422 (2024).

原文链接：

https://doi.org/10.1038/s41467-024-53764-7

通讯作者简介：

季兴跃，苏州大学药学院特聘教授，药物化学系主任。主要从事气体信使分子以及生物正交化学相关药物化学生物学研究。至今已在Nature Chem., Nature Commun., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem., J. Med. Chem. 等杂志发表文章60余篇。入选江苏省特聘教授、六大人才高峰等人才项目。担任Nature Commun., J. Am. Chem. Soc., J. Med. Chem.等期刊审稿人。

王义鹏，苏州大学药学院教授，博士生导师。主要从事天然药用多肽/蛋白发掘、药用多肽/蛋白设计改造和应用、多肽与天然免疫研究。发表SCI论文70余篇（二区以上48篇），包括以通讯作者发表 Nat Commun (2024), Med Res Rev (2024, 2022), J Med Chem (2023, 2022, 2018a, 2018b), Small (2023), J Biol Chem (2015)和ACS Infect Dis  (2020)等论文40余篇，ESI高被引论文2篇，总被引用2400余次，单篇最高被引290余次（Google Scholar），H index = 28。获授权国家发明专利60余项。主持国家自然科学基金（3项）和江苏省重点研发计划等项目10余项。入选福建省高层次人才、江苏省高校“青蓝工程”优秀青年骨干教师、厦门市“双百计划”领军型创业人才、黄河三角洲地区引进急需人才、苏州市高等院校、科研院所紧缺高层次人才等。担任Trends Biotechnol, Med Res Rev, Research, eLife, J Med Chem, Cell Rep Phys Sci, Mol Ecol, Arch Toxicol和J Nat Prod等SCI期刊审稿人。