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发布日期:2025-07-09 浏览次数:11
协和医院骨科杨操、谭磊、冯晓波团队,于2025年5月在在Nature Biomedical Engineering《自然生物医学工程》以Article形式,在线发表了表题为“A sonosensitive diphenylalanine-based broad-spectrum antimicrobial peptide”《二苯丙胺酸基声敏广谱抗菌肽》的研究论文。武汉协和医院为论文唯一完成单位。
基于FF的声敏肽设计及其抗菌机理
由血行播散、邻近组织侵袭及脊柱手术引发的椎间隙感染常伴随椎间盘退变、椎体破坏及椎旁脓肿。与椎体和骨髓感染不同,椎间隙感染位置深且血供匮乏,这种顽固性感染难以根除,通常需持续数月抗生素治疗,最终往往无法避免手术清创。因此,如何快速无创地清除椎间隙耐药菌感染成为亟待解决的临床难题。针对此问题,本文设计了七种含FF序列及随机六肽序列(X6)的短肽(FF-X6),发现FF可赋予X6肽不同程度的超声响应抗菌及压电性能增强效应。其中,源自人类宿主防御肽(人源抗菌肽LL-37)的天然肽段FFRKSKEK(FFRK8)展现出超声辐照下优异的抗菌性能与生物相容性。该超声响应肽与超声波的协同作用通过压电效应产生活性氧、干扰细菌电子传递链并增强FF介导的膜穿透能力,高效杀灭耐甲氧西林金黄色葡萄球菌。最终,FFRK8声敏剂在山羊椎间隙感染模型中显示出优异治疗效果。本研究突破了传统抗菌肽的应用模式,大幅提升其抗菌效能。因此,基于FF的肽类声敏剂可为深部低血供感染的高效治疗提供新工具。
声敏肽FFRK8治疗山羊椎间盘感染
FF工程化肽类材料有望成为新一代声敏剂。通过引入FF序列与超声协同,所有抗菌肽的用量与细胞毒性均可望降低,且任何生物功能肽都可能被赋予额外抗菌功能。该研究为耐药菌感染、深部组织感染及骨科内植入物相关感染提供了全新治疗策略。
文章链接:https://www.nature.com/articles/s41551-025-01377-w#MOESM4
本研究获国家自然科学基金重点、面上、湖北省创新群体、深港联合基金等项目支持。骨科杨操主任团队长期聚焦脊柱退行性疾病的机制研究与再生治疗、骨科生物材料及骨内植入物抗感染、促骨再生等方向的研究,主持国家重点研发计划1项,国家自然科学基金重点项目1项,国家自然科学基金等30余项。近年来在Nature Biomedical Engineering、Journal of Clinical Investigation、Nature Communications、Cell Reports Medicine、Advanced Materials、Materials Today等国际高水平期刊发表系列成果,多项研究成果获国家发明专利授权。并以第一完成人获得湖北省科技进步一等奖1项,教育部科技进步二等奖1项。
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