近日，我院李香丹教授與國(guó)家納米科學(xué)中心王浩、王磊研究員合作，通過(guò)模擬人類(lèi)防御素-6開(kāi)展抗菌實(shí)驗(yàn)研究，成功開(kāi)發(fā)了一種仿生抗菌的新策略，一種多肽抗菌藥物。相關(guān)成果以“A biomimetic peptide recognizes and traps bacteria in vivo as human defensin-6”為題發(fā)表在《Science Advances》（Sci. Adv., 2020, DOI: 10.1126/sciadv.aaz4767）上，文章的第一作者是我校和國(guó)家納米科學(xué)中心聯(lián)合培養(yǎng)的碩士研究生樊禹，李香丹教授為共同第一作者，通訊作者是國(guó)家納米科學(xué)中心王磊研究員。
近年來(lái)，抗生素的使用導(dǎo)致菌群失調(diào)和耐藥菌的出現(xiàn)。抗生素不具備選擇性，在殺死病原菌的同時(shí)，也將腸道內(nèi)的有益菌一同殺死了，導(dǎo)致所謂的菌群失調(diào)現(xiàn)象：從過(guò)去的有益菌占優(yōu)勢(shì)的狀態(tài)，變?yōu)橛泻純?yōu)勢(shì)的狀態(tài)，從而引發(fā)各種疾病。另一方面，重復(fù)使用一種抗生素會(huì)使致病菌產(chǎn)生抗藥性，即我們?cè)谑褂每股刂委熂膊〉耐瑫r(shí)，也使細(xì)菌的耐藥能力增強(qiáng)，最終對(duì)這種抗生素不再敏感。如今的“超級(jí)細(xì)菌”就是濫用抗生素的結(jié)果。我國(guó)細(xì)菌對(duì)抗菌藥物的耐藥形勢(shì)仍較嚴(yán)重，尤其是碳青霉烯類(lèi)耐藥革蘭陰性桿菌、革蘭氏陽(yáng)性耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）?，F(xiàn)在亟需新型精準(zhǔn)抗菌策略來(lái)解決這一尷尬局面?？茖W(xué)家試圖從人類(lèi)免疫系統(tǒng)中尋找到新的抗菌機(jī)制并從中找到靈感。防御素是在生物免疫系統(tǒng)中起到重要調(diào)節(jié)作用的多肽分子，并且大多數(shù)防御素具有直接殺菌功能，是重要的抗菌肽。人防御素-6（HD-6）在小腸分泌性潘氏細(xì)胞高表達(dá)并且通過(guò)自組裝形成纖維網(wǎng)絡(luò)，鉚釘細(xì)菌阻止其入侵宿主細(xì)胞來(lái)進(jìn)行抗菌。HD-6這種捕獲抗菌機(jī)制的發(fā)現(xiàn)提供了一種仿生模型，可以作為一種新的抗菌策略。本研究利用多肽納米技術(shù)在體內(nèi)實(shí)現(xiàn)了HD-6抗菌過(guò)程的仿生。設(shè)計(jì)并合成了一條HD-6模擬肽（HD6 mimic peptide, HDMP），納米顆粒形態(tài)的HDMP可以靶向體內(nèi)金黃色葡萄球菌表面，形變組裝成納米纖維捕獲細(xì)菌，阻止細(xì)菌入侵宿主細(xì)胞，防治感染，取得較好的抗菌效果。
此外，該策略也可以用于其它病原體感染的治療，比如新冠病毒。多肽納米纖維網(wǎng)絡(luò)作為一種新型的“中和抗體”有望阻止其入侵宿主細(xì)胞。最后，這種體內(nèi)抗菌過(guò)程模擬是過(guò)程仿生概念的很好應(yīng)用實(shí)例，是過(guò)程仿生概念的延伸。
文章信息：
A biomimetic peptide recognizes and traps bacteria in vivo as human defensin-6，Yu Fan, Xiang-Dan Li, Ping-Ping He, Xiao-Xue Hu, Kuo Zhang, Jia-Qi Fan, Pei-Pei Yang, Hao-Yan Zheng, Wen Tian, Zi-Ming Chen, Lei Ji, Hao Wang, Lei Wang*Sci. Adv., 2020, DOI: 10.1126/sciadv.aaz4767
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https://advances.sciencemag.org/content/6/19/eaaz4767
