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發布日期:2025-07-09 瀏覽次數:21
協和醫院骨科楊操、譚磊、馮曉波團隊,于2025年5月在在Nature Biomedical Engineering《自然生物醫學工程》以Article形式,在線發表了表題為“A sonosensitive diphenylalanine-based broad-spectrum antimicrobial peptide”《二苯丙胺酸基聲敏廣譜抗菌肽》的研究論文。武漢協和醫院為論文唯一完成單位。
基于FF的聲敏肽設計及其抗菌機理
由血行播散、鄰近組織侵襲及脊柱手術引發的椎間隙感染常伴隨椎間盤退變、椎體破壞及椎旁膿腫。與椎體和骨髓感染不同,椎間隙感染位置深且血供匱乏,這種頑固性感染難以根除,通常需持續數月抗生素治療,最終往往無法避免手術清創。因此,如何快速無創地清除椎間隙耐藥菌感染成為亟待解決的臨床難題。針對此問題,本文設計了七種含FF序列及隨機六肽序列(X6)的短肽(FF-X6),發現FF可賦予X6肽不同程度的超聲響應抗菌及壓電性能增強效應。其中,源自人類宿主防御肽(人源抗菌肽LL-37)的天然肽段FFRKSKEK(FFRK8)展現出超聲輻照下優異的抗菌性能與生物相容性。該超聲響應肽與超聲波的協同作用通過壓電效應產生活性氧、干擾細菌電子傳遞鏈并增強FF介導的膜穿透能力,高效殺滅耐甲氧西林金黃色葡萄球菌。最終,FFRK8聲敏劑在山羊椎間隙感染模型中顯示出優異治療效果。本研究突破了傳統抗菌肽的應用模式,大幅提升其抗菌效能。因此,基于FF的肽類聲敏劑可為深部低血供感染的高效治療提供新工具。
聲敏肽FFRK8治療山羊椎間盤感染
FF工程化肽類材料有望成為新一代聲敏劑。通過引入FF序列與超聲協同,所有抗菌肽的用量與細胞毒性均可望降低,且任何生物功能肽都可能被賦予額外抗菌功能。該研究為耐藥菌感染、深部組織感染及骨科內植入物相關感染提供了全新治療策略。
文章鏈接:https://www.nature.com/articles/s41551-025-01377-w#MOESM4
本研究獲國家自然科學基金重點、面上、湖北省創新群體、深港聯合基金等項目支持。骨科楊操主任團隊長期聚焦脊柱退行性疾病的機制研究與再生治療、骨科生物材料及骨內植入物抗感染、促骨再生等方向的研究,主持國家重點研發計劃1項,國家自然科學基金重點項目1項,國家自然科學基金等30余項。近年來在Nature Biomedical Engineering、Journal of Clinical Investigation、Nature Communications、Cell Reports Medicine、Advanced Materials、Materials Today等國際高水平期刊發表系列成果,多項研究成果獲國家發明專利授權。并以第一完成人獲得湖北省科技進步一等獎1項,教育部科技進步二等獎1項。
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