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侵袭性细菌破坏组织机制被阐明!有望应用于移植与再生医学

April 15, 2026

冈山大学
大阪大学
爱媛县立医疗技术大学
早稻田大学
美国阿肯色大学
北海道大学
大阪公立大学

◆发布要点

  • 在支撑糖尿病患者胰岛移植等先进医疗的基础技术中,有一种酶制剂可从供体组织中仅提取目标细胞。该制剂采用病原细菌来源的胶原蛋白分解酶,通过消化构成细胞支架的胶原蛋白,使组织解离/分散。
  • 1990年代,以冈山大学松下治名誉教授等人从细菌中鉴定并命名的两种酶基因为基础,2016年日本制药企业推出了两种安全的重组酶并上市销售。然而,这些酶能够高效分解胶原蛋白的机制,至今仍未明确。
  • 本研究从原子层面解析了酶的结构与运动方式,探明了组织侵袭性细菌将胶原蛋白连续切断的机制。这一发现可用于重组酶的优化设计,有望应用于各类移植医疗、再生医疗及相关治疗领域。

冈山大学松下治名誉教授、冈山大学学术研究院医齿药学域武部克希助教(研究当时,现北海道大学讲师)、大阪大学大学院药学研究科河原一树助教(研究当时,现大阪公立大学讲师),联合爱媛县立医疗技术大学美间健彦教授、早稻田大学小出隆规教授、美国阿肯色大学 Joshua Sakon 教授等组成国际研究团队,成功探明了组织侵袭性细菌利用胶原蛋白分解酶连续切断胶原蛋白的机制。
 该研究成果于4月2日作为Research Article发表于英国综合科学期刊「Nature Communications」。
 胶原蛋白是具有细长三重螺旋结构的特殊蛋白质。细菌产生的胶原蛋白分解酶,会结合并作用于胶原蛋白、解开螺旋结构并进行切断,随后沿螺旋轴逐步移动,将胶原蛋白连续切断。这一机制与人类及动物体内胶原蛋白酶仅在细长胶原蛋白的某一特定位点进行切断的方式存在本质区别。
本成果不仅在探究生命进化、病原细菌如何演化出精巧感染机制方面具有重要研究价值,还可通过优化重组酶设计,有望广泛应用于各类移植与再生医疗。

◆研究者寄语

来自大阪、东京、松山及美国的研究者多次齐聚冈山大学鹿田校区,开展自由研讨。“如实看待实验结果”“倾尽智慧探寻实验数据背后的真相”,在研究者们不同个性与科研理念的碰撞中,研究不断推进并最终形成论文,整个过程令人兴奋不已。欢迎对蛋白质结构与功能感兴趣的研究者加入我们!
武部 助教

■论文信息
论文名:Bacterial collagenase harnesses collagen geometry for processive cleavage.
发表:Nature Communications
作者:Hiroya Oki, Katsuki Takebe, Adjoa Bonsu, Kazunori Fujii, Ryo Masuda, Nicholas Henderson, Takehiko Mima, Takaki Koide, Mahmoud Moradi, Osamu Matsushita*, Joshua Sakon*, Kazuki Kawahara*
D O I:https://doi.org/10.1038/s41467-026-71099-3 受理2026.3.13、刊登2026.4.2

■研究经费
 本研究由以下机构资助支持实施:独立行政法人日本学术振兴会(JSPS)“科学研究费助成事业”(青年研究・JP23K14519 研究代表冲大也;基础研究C・JP23K06545 研究代表松下治;基础研究C・JP24K10218 研究代表河原一树)、日本医疗研究开发机构(AMED)“生命科学・新药研发支援基础事业(BINDS)”(JP22ama121003)、乳酸菌研究会资助金(2023、2024年度 研究代表松下治)、National Science Foundation(资助编号 2218054,研究代表 Joshua Sakon)。此外,本论文的发表还得到了the University of Arkansas Libraries Open Access Publishing Fund支持



 本论文通过学术期刊以开放获取形式发表,旨在促进研究成果的共享与可视化、加速创新并回馈社会。本论文的著作权归论文作者所有,基于知识共享署名4.0国际许可协议(CC BY 4.0) 授权。
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本许可协议全文请访问:http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ 本新闻稿为依据该许可协议制作的二次资料。此外,新闻稿中的图表为论文作者对原论文图表进行修改后的版本。



<详细研究内容>
侵袭性细菌破坏组织机制被阐明!有望应用于移植与再生医学




<关于研究咨询方式>
冈山大学
名誉教授 松下 治 (Osamu Matsushita)
北海道大学
讲师 武部 克希 (Katsuki Takebe)
大阪公立大学
讲师 河原 一树 (Kazuki Kawahara)
爱媛县立医疗技术大学
教授 美间 健彦 (Takehiko Mima)
早稻田大学
教授 小出 隆规 (Takaki Koide)
University of Arkansas
教授 Joshua Sakon

<关于宣传咨询方式>
冈山大学总务部宣传课
(Email)www-adm◎adm.okayama-u.ac.jp
大阪大学药学研究科庶务係
(Email)yakugaku-syomu◎office.osaka-u.ac.jp
爱媛县立医疗技术大学 事务局
(Email)koho◎epu.ac.jp
早稻田大学宣传室
(Email)koho◎list.waseda.jp
北海道大学社会共创部宣传课
(Email)jp-press◎general.hokudai.ac.jp
大阪公立大学宣传课
(Email)koho-list◎ml.omu.ac.jp
University of Arkansas
Hardin Young
University Relations, University of Arkansas
(Email)hyoung◎uark.edu
※将@替换◎。

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