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靶向肥大细胞特异性GPCR MRGPRB2的合成肽展现抗感染潜力:兼具抗菌与免疫调节双重功能
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年05月28日 来源:Cell Biomaterials
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这篇研究报道了靶向肥大细胞特异性G蛋白偶联受体MRGPRX2/B2的合成D型肽(DJK5及其衍生物)的双重功能:通过直接抗菌活性和激活MRGPRX2/B2介导的肥大细胞(MC)脱颗粒,促进细胞因子(TNF-α/IL-8/CCL3)释放及中性粒细胞/单核细胞招募,显著清除耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)感染。该研究为耐药菌感染提供了新型治疗策略,揭示了GPCR靶向免疫调节的临床潜力。
研究背景
多重耐药菌(如ESKAPEE病原体)的蔓延已成为全球公共卫生危机,传统抗生素面临严峻挑战。抗菌肽(AMP)因直接杀菌和不易诱发耐药性备受关注,但其易被蛋白酶降解的特性限制了临床应用。本研究聚焦D型合成肽DJK5及其衍生物,通过结构改造增强其稳定性,并意外发现其能激活肥大细胞(MC)表面特异性受体MRGPRX2(人源)及其鼠源同源物MRGPRB2,兼具直接抗菌和免疫调节双重功能。
肽设计及抗菌活性
研究团队通过单氨基酸替换构建了10种DJK5变体,调控净电荷(如[Lys]10-DJK5)、疏水性([Trp]6-DJK5)和构象限制([Pro]7-DJK5)。体外实验显示,带正电荷变体对ESKAPEE病原体(包括耐甲氧西林金黄色葡萄球菌MRSA和耐多粘菌素大肠杆菌)具有广谱抗菌活性,MIC值低至32 μmol L?1。机制研究表明,[Lys]10-DJK5通过破坏细菌外膜(NPN荧光实验)和去极化胞膜(DiSC3-5检测)发挥杀菌作用,而[Pro]7-DJK5因脯氨酸引入丧失抗菌活性。
免疫调节功能的发现
在皮肤脓肿小鼠模型中,[Lys]10-DJK5单次给药即可降低MRSA负荷3个数量级,效果媲美多粘菌素B。令人惊讶的是,无直接抗菌活性的[Pro]7-DJK5同样显著减少细菌载量,暗示其通过免疫机制发挥作用。进一步实验证实,所有测试肽均能诱导人源肥大细胞系LAD2脱颗粒(β-己糖胺酶释放),且EC50与净电荷负相关(如[Lys]10-DJK5 EC50=0.32 μmol L?1)。
MRGPRX2/B2的特异性激活
通过RBL-2H3细胞模型和基因敲除实验,研究团队锁定MRGPRX2/B2为关键靶点:① 肽仅诱导MRGPRX2转染细胞脱颗粒;② 受体配体结合口袋突变体G165E显著削弱响应;③ 分子动力学模拟显示,DJK5与MRGPRX2亚口袋1的酸性残基(E164/D184)结合模式类似内源性配体皮质抑素。鼠源实验进一步验证,[Pro]7-DJK5通过MRGPRB2依赖途径招募皮肤CD11b+Ly6G+中性粒细胞(3小时)和Ly6C+单核细胞(21小时),而[Lys]10-DJK5则通过直接杀菌主导感染清除。
临床转化潜力
该研究突破性地将D型肽的蛋白酶抗性与GPCR靶向免疫调节相结合:① 局部给药可避免系统性肥大细胞激活风险;② 双功能肽[Lys]10-DJK5提供"杀菌-免疫协同"治疗范式;③ 结构优化策略为设计新型抗感染药物提供模板。值得注意的是,类似MRGPRX2激动剂化合物48/80已作为疫苗佐剂使用,预示其临床安全性。
研究意义
这项研究首次揭示合成D型肽可通过MRGPRX2/B2通路调动宿主固有免疫,为耐药菌感染提供了"一石二鸟"的治疗策略。未来研究可进一步优化肽的受体选择性,探索其在慢性伤口或生物膜相关感染中的应用价值。
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