上海交大劉盡堯團隊 Sci. Adv.：噬菌體表面涂層賦予胞內菌清除能力
2022-07-14 來源：高分子科技
裂解型噬菌體作為抗菌治療有著悠久的歷史。1915年，英國病理學家Frederick Twort首次發現噬菌體裂解細菌的現象，緊接著在1917年，法裔加拿大微生物學家Félix d''Hérelle分離出志賀氏菌的噬菌體并且為其正式命名為“Bacteriophage”，此后噬菌體用于抗菌的研究便如火如荼地開展起來，直至抗生素的問世。近年來，抗生素耐藥成為了細菌感染后的巨大隱患。由于其特異性抗菌性能，針對抗生素耐藥菌的噬菌體又重新回到人們的視野中。然而，致病菌往往能夠入侵真核細胞，通過抑制細胞凋亡、自噬、內體形成以及吞噬溶酶體的成熟和酸化等來抵抗宿主細胞的防御機制，從而形成非復制型持久性感染并且可在細胞內恢復增殖，最終導致多重耐藥和復發感染。噬菌體因為無法在進入細胞的同時保持感染活性，所以不能很好地清除胞內細菌。針對這些問題，上海交通大學分子醫學研究院劉盡堯團隊開發了一種噬菌體頭部選擇性涂層策略（給噬菌體帶上“頭盔”），即用陽離子聚合物聚乙烯亞胺（PEI）對從醫院污水中分離得到的沙門氏菌特異性噬菌體（命名為N2）進行了頭部包裹，具體是利用正電性PEI與負電性噬菌體頭部之前的靜電相互作用，得到頭部涂層的噬菌體PEI@P。該修飾方法簡單、可控，并且不影響噬菌體尾部對細菌的結合能力，即殺菌能力。所得到的PEI@P不僅增加了其進入細胞的能力，還能賦予其內含體-溶酶體逃逸的能力，進而有效清除胞內菌。
本方法適用于修飾有尾型噬菌體，利用的原理是有尾型噬菌體的頭部和尾部之間的電荷差異。經過體內和體外動物感染模型的驗證，PEI@P能夠有效清除胞內菌。口服給藥后，能顯著清除定植于小腸壁的致病性沙門氏菌，并且在小鼠模型中發現PEI@P能大幅度減少沙門氏菌在遠端肝臟和脾臟等器官的轉移量，可為細菌感染的治療提供新途徑。
論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abq2005
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（責任編輯：xu）
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