细菌耐药是全球面临的重大公共卫生问题；发展增强现有抗生素杀菌效率的方法是应对细菌耐药的重要策略。付新苗研究员领衔的细菌耐药研究团队，以氨基糖苷类抗生素为重点，近几年发展了多种增效新方法 (Sci Rep, 2015; Front Microbiol, 2019; Front Cell Infect Microbiol, 2020; mBio, 2020; Front. Microbiol., 2021; Antimicrob Agents Chemother, 2022; ACS Infectious Diseases 2022, 2023)。最近，该课题组在抗生素增效领域又取得重要进展，发现热休克能极大增强氨基糖苷抗生素的杀菌效应，并深入揭示了其作用机理，相关成果以研究论文的形式在顶级学术刊物《美国国家科学院院报》（PNAS）上发表。
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作者发现，热休克（55℃，5min）能将多种氨基糖苷类抗生素的杀菌效率提高百倍到百万倍不等，实现了真正的“增效减毒”，并利用小鼠皮肤创伤感染模型证明了该方法能有效杀灭铜绿假单胞菌，显示其有一定的临床应用前景。进一步通过生化、分子、LC-MS-MS、代谢组学等分析手段，揭示了该方法的作用机理：热休克刺激导致细菌膜电势升高，从而促进氨基糖苷类抗生素大量进入胞内，诱导胞内不可逆的蛋白质聚集和活性氧（超氧化物）形成，并最终导致细胞死亡（如下图所示）。此研究有助于深入理解氨基糖苷类抗生素的杀菌机理，也为开发基于热休克与氨基糖苷类抗生素联用治疗临床细菌感染的新方法奠定了基础。
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热休克诱导氨基糖苷对革兰氏阴性菌增强作用机制的模式图
福建师范大学是论文的第一署名单位和唯一通讯作者单位；付新苗研究员为本文的通讯作者，吕波燕（博士后）、黄雪冰（硕士）为本文的共同第一作者。福建医科大学第一附属医院杨滨副教授、中科院苏州生物医学工程技术研究所宋一之研究员以及宾夕法尼亚州立大学 Thomas K. Wood教授等为共同作者。该研究得到了国家自然科学基金委、福建省自然科学基金重点项目、福建师范大学高层次人才项目以及重点领域创新团队等经费资助。
论文链接：https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2217254120