近日，我院李香丹教授与国家纳米科学中心王浩、王磊研究员合作，通过模拟人类防御素-6开展抗菌实验研究，成功开发了一种仿生抗菌的新策略，一种多肽抗菌药物。相关成果以“A biomimetic peptide recognizes and traps bacteria in vivo as human defensin-6”为题发表在《Science Advances》（Sci. Adv., 2020, DOI: 10.1126/sciadv.aaz4767）上，文章的第一作者是bat365官网和国家纳米科学中心联合培养的硕士研究生樊禹，李香丹教授为共同第一作者，通讯作者是国家纳米科学中心王磊研究员。

近年来，抗生素的使用导致菌群失调和耐药菌的出现。抗生素不具备选择性，在杀死病原菌的同时，也将肠道内的有益菌一同杀死了，导致所谓的菌群失调现象：从过去的有益菌占优势的状态，变为有害菌占优势的状态，从而引发各种疾病。另一方面，重复使用一种抗生素会使致病菌产生抗药性，即我们在使用抗生素治疗疾病的同时，也使细菌的耐药能力增强，最终对这种抗生素不再敏感。如今的“超级细菌”就是滥用抗生素的结果。我国细菌对抗菌药物的耐药形势仍较严重，尤其是碳青霉烯类耐药革兰阴性杆菌、革兰氏阳性耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）。现在亟需新型精准抗菌策略来解决这一尴尬局面。科学家试图从人类免疫系统中寻找到新的抗菌机制并从中找到灵感。防御素是在生物免疫系统中起到重要调节作用的多肽分子，并且大多数防御素具有直接杀菌功能，是重要的抗菌肽。人防御素-6（HD-6）在小肠分泌性潘氏细胞高表达并且通过自组装形成纤维网络，铆钉细菌阻止其入侵宿主细胞来进行抗菌。HD-6这种捕获抗菌机制的发现提供了一种仿生模型，可以作为一种新的抗菌策略。本研究利用多肽纳米技术在体内实现了HD-6抗菌过程的仿生。设计并合成了一条HD-6模拟肽（HD6 mimic peptide, HDMP），纳米颗粒形态的HDMP可以靶向体内金黄色葡萄球菌表面，形变组装成纳米纤维捕获细菌，阻止细菌入侵宿主细胞，防治感染，取得较好的抗菌效果。

此外，该策略也可以用于其它病原体感染的治疗，比如新冠病毒。多肽纳米纤维网络作为一种新型的“中和抗体”有望阻止其入侵宿主细胞。最后，这种体内抗菌过程模拟是过程仿生概念的很好应用实例，是过程仿生概念的延伸。

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

文章链接：

https://advances.sciencemag.org/content/6/19/eaaz4767