脂滴富集型发光分子TPA2PyPh通过巨噬细胞过继转移治疗细菌性脓毒症的研究

为解决抗生素耐药性和免疫抑制加剧的细菌性脓毒症治疗难题，研究人员开发了一种新型发光分子TPA2PyPh，通过脂滴（LDs）工程化巨噬细胞过继转移（ACT）策略，实现精准抗菌和免疫重建。该分子能高效靶向巨噬细胞LDs，通过自然脂质摄取机制递送至胞内细菌，破坏膜结构并插入DNA，显著降低脓毒症小鼠细菌负荷和死亡率。研究为耐药菌感染和免疫抑制性脓毒症提供了非抗生素治疗新范式。

　　

细菌性脓毒症是全球公共卫生的重大威胁，每年导致超1100万人死亡。尽管抗生素是临床治疗基石，但多重耐药菌（如MRSA）的涌现和脓毒症后期免疫抑制状态使传统疗法陷入困境。现有过继细胞疗法（ACT）依赖溶酶体抗菌机制，但许多病原体（如金黄色葡萄球菌）已进化出逃逸策略。更棘手的是，60%的幸存患者会因免疫细胞凋亡陷入“免疫瘫痪”，导致继发感染。如何突破耐药屏障并逆转免疫抑制，成为脓毒症治疗的核心挑战。

针对这一难题，中国研究团队在《SCIENCE ADVANCES》发表创新成果，提出“脂滴（LDs）工程化巨噬细胞”治疗策略。团队设计了一种兼具脂滴靶向和DNA结合能力的发光分子TPA2PyPh，其亲水端含双吡啶盐可通过静电作用插入DNA沟槽，疏水端联苯结构则促进其富集于巨噬细胞LDs。通过直接孵育将TPA2PyPh载入巨噬细胞（TPP-macrophages），这些工程化细胞能主动吞噬细菌，并利用LDs的天然脂质转运机制将抗菌分子递送至胞内菌，实现“膜破坏（DiOC₂
(3)/TO-PRO-3验证）+DNA干扰（转录组证实ABC转运体通路紊乱）”的双重杀菌。

关键技术包括：1) 分子光物理性质表征（紫外/荧光光谱）；2) 细菌膜电位与通透性流式检测（DiOC₂
(3)/TO-PRO-3）；3) MRSA USA300转录组测序（GO/KEGG分析）；4) 免疫缺陷脓毒症小鼠模型（环磷酰胺预处理+MRSA腹腔感染）；5) 双途径细胞治疗（腹腔+静脉注射TPP-macrophages）。

主要研究结果
TPA2PyPh的设计与特性
分子结构分析显示，TPA2PyPh的吡啶盐基团与DNA结合自由能达-7.8 kcal/mol，而联苯结构使其与油酸（OA）结合后荧光增强20倍。这种“疏水锚定-亲水杀伤”特性使其在2 μM浓度下即可完全抑制MRSA USA300生物膜形成（P<0.0001）。

抗菌机制解析
流式检测发现，10 μM TPA2PyPh处理30分钟可使大肠杆菌膜电位探针DiOC₂
(3)红绿荧光比下降83%，与孔形成肽Nisin效果相当。转录组揭示MRSA中68个差异基因（如ABC转运体基因簇）显著下调，导致细菌代谢崩溃。

巨噬细胞工程化
共聚焦成像显示TPA2PyPh与LD标记物BODIPY 493/503的共定位系数达0.92，每10⁷
个巨噬细胞可负载2.9 μg分子。TPP-Raw对胞内MRSA的清除率较未处理组提升99%（P<0.001），且不影响细胞活力（CCK-8验证）。

动物模型验证
在免疫抑制脓毒症小鼠中，TPP-macrophages治疗组10天存活率达80%，显著高于万古霉素组（40%）。脏器细菌负荷检测显示，肝脏菌落数下降4-log（P<0.0001），且TNF-α/IL-6水平恢复至正常范围（P>0.05）。

讨论与意义
该研究突破现有ACT依赖溶酶体杀菌的局限，首创“脂滴介导的抗菌递送”机制。TPA2PyPh的双重作用模式（膜破坏+基因干扰）可规避细菌耐药性，而巨噬细胞载体则同步解决免疫抑制难题。局限性在于对宿主细胞内病原体的清除效率待优化，未来或可结合iPSC（诱导多能干细胞）技术实现“现货型”治疗。这一策略为脓毒症等复杂感染疾病提供了“杀菌-免疫重建”一体化解决方案，具有重要临床转化价值。