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，文章的第一作者是金沙威尼斯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