《Biochemical and Biophysical Research Communications》：Comparing the Wound Healing Properties of two Antibacterial Peptides, CM11 and FR7, using a Rat Model with an Infected Wound
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本研究评估了抗菌肽FR7和CM11对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的体外抗菌活性及体内促伤口愈合效果。结果显示，两者MIC均为8μg/ml，低毒；CM11组伤口收缩和愈合效果优于FR7及对照组。
雷扎·米尔内贾德（Reza Mirnejad）|哈米德·海达里（Hamid Heydari）|梅赫拉达德·穆萨扎德·莫加达姆（Mehrdad Moosazadeh Moghaddam）|马赫迪·法希希-拉曼迪（Mahdi Fasihi-Ramandi）|莫尔特扎·伊扎迪（Morteza Izadi）|扎赫拉·萨达特·侯赛尼（Zahra Sadat Hosseini）|雷扎·戈尔莫哈马迪（Reza Golmohammadi）
伊朗德黑兰巴基亚塔拉医学科学大学（Baqiyatallah University of Medical Sciences）分子生物学研究中心、系统生物学与中毒研究所（Molecular Biology Research Center, Systems Biology and Poisonings Institute）
摘要
目的
近年来，抗菌肽（Antimicrobial Peptides, AMPs）因其在处理伤口感染方面的潜力而受到关注。本研究旨在评估抗菌肽FR7和CM11对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（Methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA）菌株的体外抗菌活性，并研究其在体内的伤口愈合效果。
方法
通过微量稀释法（microdilution method）确定了这些肽的最小抑制浓度（Minimum Inhibitory Concentration, MIC）。在L929细胞中评估了这两种肽的毒性，并在体内测试了它们的抗菌活性和伤口愈合能力。将感染MRSA的伤口分别用肽凝胶或莫匹罗星（Mupirocin，作为阳性对照）处理，或不予处理（作为阴性对照）。通过测量伤口收缩情况（第3、7、10、14、17和21天）以及组织病理学变化（第3、7、14和21天）来评估伤口愈合情况。
结果
两种肽在8 μg/ml浓度下均能抑制MRSA菌株的生长，且对L929细胞的毒性较低。体内分析显示，与对照组相比，使用肽处理的组别伤口收缩程度更明显，其中CM11的效果优于FR7。组织病理学分析表明，CM11处理的组别伤口愈合情况更好。
结论
本研究展示了CM11和FR7肽的抗菌及伤口愈合潜力，尤其是CM11在开发治疗由耐药菌株引起的伤口感染方面的潜力更大。
引言
金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）是多种感染的主要致病菌，从皮肤和软组织感染到致命的全身性感染都有涉及。这种微生物具有多种毒力因子，并且能够轻易获得多重药物耐药性。目前，耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）已成为医院内和社区获得性感染的主要病原体。由于MRSA菌株对多种抗生素具有耐药性，因此由MRSA引起的皮肤和软组织感染患者比由敏感菌株引起的感染患者更容易出现败血症和死亡风险更高。尽管已有多种抗生素（如万古霉素、利奈唑胺和头孢他啶）被用于治疗MRSA相关感染，但文献中也报道了部分临床分离株对这些抗菌药物的耐药性或敏感性降低的情况。此外，MRSA还可以通过从其他细菌（如肠球菌）获取耐药质粒来增强其耐药性。金黄色葡萄球菌在大多数表浅皮肤感染中的致病作用以及耐药菌株在急性和慢性伤口中的作用已被充分描述。皮肤是最容易受到损伤的器官，许多因素会影响割伤、烧伤、手术和病理状况造成的伤口。湿润、温暖且营养丰富的伤口环境有利于细菌的定植和繁殖。MRSA感染会阻碍伤口愈合，因为它不仅使患者更容易受到其他细菌的感染，还可能导致多菌种混合感染。因此，迫切需要新的治疗方法来应对这种微生物的耐药性问题。
近年来，抗菌肽作为治疗耐药性感染和慢性伤口的有希望的药物候选物而受到越来越多的关注。抗菌肽具有天然来源或可通过计算合成，除了具有较低的耐药菌株选择风险外，还具有调节免疫反应、减轻炎症反应和促进伤口愈合的作用。然而，抗菌肽在治疗应用中也存在一些局限性，如细胞毒性问题。为克服这些局限性，人们提出了多种策略，例如通过氨基酸替换来设计抗菌肽类似物。
CM11是一种合成的阳离子抗菌肽，对多种革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌具有抗菌活性。该肽由11个氨基酸组成（WKLFKKILKVL），其两亲结构使其能够通过与细菌膜相互作用形成孔洞来杀死细菌。最新研究表明，CM11还可能通过调节免疫反应来促进伤口愈合。先前的研究显示，将半胱氨酸（Trypophan, W，负亲水指数-0.9）替换为亮氨酸（Leucine, K，正亲水指数3.8）可以降低其细胞毒性。这种改良后的CM11肽类似物被称为RF7（WKWFKKILKVL）。肽FR7是基于生物信息学分析对CM11进行改良后的版本。本研究旨在评估这两种肽对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）菌株的体外抗菌活性，并研究其在体内的伤口愈合效果。
抗菌肽（AMPs）的合成
这些肽由Synpeptide公司（中国）采用固相技术合成。通过高效液相色谱（HPLC）和质谱法对其纯度进行了定量和定性验证，纯度达到97.76%。更多详细信息可参考相关文献。
细菌菌株
这些耐莫匹罗星的MRSA菌株来自伊朗塔比亚特莫达雷斯大学（Tarbiyat Modares University）的微生物库。
细菌学研究和最小抑制浓度（MIC）测定
伤口微生物负荷情况见图1：A为感染伤口样本的直接涂片；B为伤口样本培养物的涂片。结果显示，CM11和FR7对所有MRSA临床分离株的最小抑制浓度均为8 μg/ml，而莫匹罗星在2 μg/ml浓度下即可抑制这些菌株。
细胞毒性
评估了CM11和FR7肽在8至64 μg/ml不同浓度下对L929细胞的细胞毒性。
讨论
烧伤或手术切口后，细菌会迅速在伤口部位定植。这些细菌通常是患者自身的正常菌群，也可能通过接触受污染的物质传播。革兰氏阳性细菌（如金黄色葡萄球菌和肠球菌属）以及革兰氏阴性细菌（如铜绿假单胞菌和鲍曼不动杆菌）都是常见的引起急性伤口感染的病原体。2019年的数据显示，医疗相关感染的情况依然严重。
结论
本研究探讨了抗菌肽FR7和CM11对耐莫匹罗星MRSA菌株的体外和体内抗菌活性。结果显示，两种肽的最小抑制浓度均为8 μg/ml，且能够有效对抗大鼠伤口中的感染。此外，即使在高达32 μg/ml的浓度下，它们的细胞毒性也几乎可以忽略不计。同时，还评估了它们的伤口愈合效果。
作者贡献声明
- 莫尔特扎·伊扎迪（Morteza Izadi）：撰写、审稿与编辑、资料收集、方法学设计、实验实施、数据整理。
- 梅赫拉达德·穆萨扎德·莫加达姆（Mehrdad Moosazadeh Moghaddam）：撰写、审稿与编辑、资料收集、方法学设计、实验实施、数据整理、概念构思。
- 马赫迪·法希希-拉曼迪（Mahdi Fasihi-Ramandi）：撰写、审稿与编辑、资料收集、方法学设计、实验实施、数据整理。
- 雷扎·米尔内贾德（Reza Mirnejad）：撰写、审稿与编辑、初稿撰写、资料收集、数据分析、正式分析、数据整理。
- 哈米德·海达里（Hamid Heydari）：初稿撰写。
利益冲突
作者声明不存在利益冲突。
数据获取
本研究的数据集及分析结果可向通讯作者索取。
利益冲突声明
作者声明不存在可能影响本研究报告的已知财务利益或个人关系。
