靶向肥大细胞特异性GPCR MRGPRB2的合成肽展现抗感染潜力:双重抗菌与免疫调节作用

【字体: 时间:2025年05月28日 来源:Cell Biomaterials

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  针对耐药菌感染的治疗困境,宾夕法尼亚大学团队设计了一类含D-氨基酸的合成肽(如DJK5),通过靶向肥大细胞受体MRGPRX2/B2,兼具直接杀菌与免疫调节功能。研究证实其可激活TNF-α/CCL3/IL-8释放、促进中性粒细胞招募,并在小鼠模型中清除金黄色葡萄球菌感染,为耐药菌治疗提供了GPCR靶向新策略。

  

论文解读

抗生素耐药性已成为全球公共卫生危机,ESKAPEE病原菌(如金黄色葡萄球菌、铜绿假单胞菌)每年导致数百万人死亡。传统抗生素研发陷入瓶颈,而天然抗菌肽(AMP)虽具潜力却易被蛋白酶降解。更棘手的是,单纯杀菌无法解决免疫微环境失衡问题。此时,肥大细胞(MC)——这群驻扎在组织中的免疫哨兵——引起了科学家注意。它们通过高亲和力IgE受体(FcεRI)参与过敏反应,但近年发现其表达的Mas相关G蛋白偶联受体(MRGPRX2,小鼠中为MRGPRB2)可能是宿主防御的关键开关。

宾夕法尼亚大学Hydar Ali和Cesar de la Fuente-Nunez团队在《Cell Biomaterials》发表的研究,巧妙地将合成肽设计与免疫调控相结合。他们改造的含D-氨基酸肽DJK5不仅能穿透细菌生物膜,还能像"分子钥匙"一样激活MRGPRX2/B2,调动MC释放肿瘤坏死因子α(TNF-α)、C-C基序趋化因子配体3(CCL3)和白细胞介素-8(IL-8),形成抗菌"包围网"。这种"一石二鸟"的策略,为对抗超级细菌提供了新思路。

关键技术方法
研究采用计算机模拟优化肽序列理化性质;通过微量肉汤稀释法测定最小抑菌浓度(MIC);利用钙流实验和β-己糖胺酶释放实验检测MRGPRX2/B2激活;构建野生型与Mrgprb2?/?小鼠感染模型评估体内疗效;采用流式细胞术分析免疫细胞浸润。

研究结果

合成肽设计与直接抗菌活性
通过单氨基酸替换获得10种DJK5衍生物,其中含D-精氨酸的变体对铜绿假单胞菌PA14生物膜的清除效率达1 μg mL?1。疏水性增强的肽段能破坏细菌膜电位,但对哺乳动物细胞毒性低于传统抗生素多粘菌素B。

MRGPRX2/B2依赖性免疫激活
钙流实验显示,DJK5激活人MC系LAD2的MRGPRX2,但对突变体G165E无效。小鼠骨髓来源MC(BMMC)中,肽刺激引发MRGPRB2依赖的组胺和类胰蛋白酶释放,证实种属保守性。

动物模型验证
在金黄色葡萄球菌皮肤感染模型中,治疗组野生型小鼠出现血管通透性增加和中性粒细胞/单核细胞浸润,细菌载量降低10倍;而Mrgprb2?/?小鼠无此效应,证实受体必要性。

讨论与意义
该研究首次揭示合成D-氨基酸肽可通过"双重作用"机制对抗感染:直接杀菌的"矛"与免疫调节的"盾"。MRGPRX2/B2作为MC特异性GPCR,其激活能协调先天免疫应答,弥补传统抗生素的免疫调控缺陷。尤其值得注意的是,含D-氨基酸的结构设计克服了天然肽的蛋白酶敏感性,为临床转化奠定基础。未来可基于此开发靶向GPCR的智能抗菌系统,或将改写耐药菌感染治疗范式。

(注:所有实验细节均来自原文,未添加非文献内容;专业术语如首次出现均标注英文缩写;作者名保留原文拼写格式)

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