RGD修饰的抗菌肽Pac-525靶向清除胞内大肠杆菌KV203的创新研究及其在克罗恩病治疗中的潜力

【字体: 时间:2025年06月07日 来源:Scientific Reports 3.8

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  针对传统抗生素难以穿透真核细胞清除胞内病原体的难题,捷克研究团队通过合成RGD-Pac-525抗菌肽,在巨噬细胞、鸡肠道类器官和绒毛尿囊膜模型中证实其可降低50%胞内E. coli KV203负荷,同时保持宿主细胞活力,为克罗恩病等胞内菌感染提供新型治疗策略。

  

在微生物与宿主的永恒博弈中,胞内细菌如同狡猾的"特洛伊木马",通过躲藏在宿主细胞内逃避抗生素追杀。这类病原体导致的感染——从尿路感染到克罗恩病相关的肠炎——长期困扰临床治疗,因为传统抗生素难以穿透真核细胞膜,且在酸性胞内环境中活性骤降。更严峻的是,抗生素滥用催生的耐药性问题使情况雪上加霜。面对这一双重挑战,抗菌肽(AMP)因其独特的膜破坏机制和不易诱导耐药的特点,成为科学界瞩目的"明日之星"。然而,天然抗菌肽存在稳定性差、细胞穿透力弱等缺陷,如何让这些"分子卫士"精准抵达胞内战场成为关键难题。

捷克门德尔大学等机构的研究团队独辟蹊径,将合成抗菌肽Pac-525与细胞穿透肽RGD基序结合,创造出新型抗菌武器RGD-Pac-525。这项发表在《Scientific Reports》的研究通过多模型验证策略,证明该肽能高效清除巨噬细胞和肠道组织中的 adherent-invasive Escherichia coli (AIEC) KV203——一种与克罗恩病密切相关的致病菌,为治疗胞内感染开辟了新途径。

研究采用四大核心技术:通过MTT法评估细胞毒性;使用荧光标记示踪肽的胞内定位;建立鸡肠道类器官3D感染模型模拟肠黏膜屏障;采用绒毛尿囊膜(CAM)活体模型评估系统分布效应。实验菌株来自马萨里克大学的临床分离株E. coli KV203 pGLO-GFP,通过基因工程标记绿色荧光蛋白(GFP)实现可视化追踪。

抗菌活性与安全性
生长曲线分析显示RGD-Pac-525对浮游菌的MIC为125 μg/mL,虽略高于原始Pac-525(62.5 μg/mL),但仍在有效范围。关键发现是:在250 μg/mL浓度下,RGD-Pac-525使RAW 264.7巨噬细胞内的细菌负荷降低50%(p≤0.001),而细胞活力保持61%,显著优于单独使用Pac-525时23.6%的抑菌率和40%的细胞毒性。

细胞穿透机制
荧光显微镜捕捉到决定性证据:RGD-Pac-525的红色荧光信号富集于胞内囊泡结构,而原始Pac-525几乎无法进入细胞。这验证了RGD通过整合素介导的内吞作用成功将抗菌肽"偷渡"入胞的策略。

类器官与活体验证
在鸡肠道类器官中,RGD-Pac-525处理2小时即清除85%的细菌,且保持类器官结构完整。CAM模型更展现其突破组织屏障的能力——处理组胚胎存活率100%(对照组75%),肝脏和肠道菌载显著降低(p<0.05)。有趣的是,该肽还抑制了E. coli诱导的血管过度增生(从20%降至8%),暗示其兼具抗感染与抗炎双重潜力。

这项研究的意义远超实验室发现:RGD-Pac-525代表了一种"精确制导"的抗菌新范式,其整合素靶向特性可推广至其他胞内病原体治疗。特别对克罗恩病患者,AIEC在肠黏膜内的持续感染是疾病恶化的关键推手,而该肽能穿透深层组织清除病原体,有望打破"感染-炎症"恶性循环。研究者创新的类器官-CAM联合评估体系,既规避了哺乳动物实验的伦理约束,又提供了接近人体的研究场景,为后续转化研究奠定基础。

未来研究需明确该肽在哺乳动物模型中的药代动力学,并探索其对宿主免疫应答的调控机制。正如作者强调,这种将细胞穿透肽与抗菌肽"合二为一"的设计策略,为对抗日益严峻的耐药菌威胁提供了极具前景的解决方案。

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