近日，我院李香丹教授與國家納米科學中心王浩、王磊研究員合作，通過模擬人類防御素-6開展抗菌實驗研究，成功開發了一種仿生抗菌的新策略，一種多肽抗菌藥物。相關成果以“A biomimetic peptide recognizes and traps bacteria in vivo as human defensin-6”為題發表在《Science Advances》（Sci. Adv., 2020, DOI: 10.1126/sciadv.aaz4767）上，文章的第一作者是我校和國家納米科學中心聯合培養的碩士研究生樊禹，李香丹教授為共同第一作者，通訊作者是國家納米科學中心王磊研究員。
近年來，抗生素的使用導致菌群失調和耐藥菌的出現。抗生素不具備選擇性，在殺死病原菌的同時，也將腸道內的有益菌一同殺死了，導致所謂的菌群失調現象：從過去的有益菌占優勢的狀態，變為有害菌占優勢的狀態，從而引發各種疾病。另一方面，重復使用一種抗生素會使致病菌產生抗藥性，即我們在使用抗生素治療疾病的同時，也使細菌的耐藥能力增強，最終對這種抗生素不再敏感。如今的“超級細菌”就是濫用抗生素的結果。我國細菌對抗菌藥物的耐藥形勢仍較嚴重，尤其是碳青霉烯類耐藥革蘭陰性桿菌、革蘭氏陽性耐甲氧西林金黃色葡萄球菌（MRSA）?，F在亟需新型精準抗菌策略來解決這一尷尬局面。科學家試圖從人類免疫系統中尋找到新的抗菌機制并從中找到靈感。防御素是在生物免疫系統中起到重要調節作用的多肽分子，并且大多數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胞高表達并且通過自組裝形成纖維網絡，鉚釘細菌阻止其入侵宿主細胞來進行抗菌。HD-6這種捕獲抗菌機制的發現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在體內實現了HD-6抗菌過程的仿生。設計并合成了一條HD-6模擬肽（HD6 mimic peptide, HDMP），納米顆粒形態的HDMP可以靶向體內金黃色葡萄球菌表面，形變組裝成納米纖維捕獲細菌，阻止細菌入侵宿主細胞，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。多肽納米纖維網絡作為一種新型的“中和抗體”有望阻止其入侵宿主細胞。最后，這種體內抗菌過程模擬是過程仿生概念的很好應用實例，是過程仿生概念的延伸。
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
文章鏈接：
https://advances.sciencemag.org/content/6/19/eaaz4767
