抗菌肽Angie 5抑制艰难梭菌毒素TcdA/TcdB的作用机制及治疗潜力

本研究针对艰难梭菌感染(CDI)治疗难题，发现源自人血管生成素(angiogenin)的抗菌肽Angie 5能双重抑制艰难梭菌生长及其主要毒力因子TcdA/TcdB。通过多细胞模型验证，Angie 5可延迟毒素介导的Rac1糖基化，保护细胞骨架完整性，其作用靶点为毒素CPD结构域。该研究为开发基于内源性多肽的抗菌-抗毒素联合疗法提供了新思路。

　　

艰难梭菌(Clostridioides difficile)作为医院获得性肠道感染的主要病原体，其产生的TcdA和TcdB毒素可导致从轻度腹泻到致命性伪膜性结肠炎的严重后果。当前临床依赖万古霉素等抗生素治疗，但存在复发率高、耐药性等问题。更棘手的是，抗生素使用会进一步破坏肠道菌群平衡，形成恶性循环。因此，开发直接中和毒素的新型治疗策略成为研究热点。

德国乌尔姆大学等机构的研究团队独辟蹊径，从人体内源性蛋白血管生成素(angiogenin)中挖掘出具有双重活性的抗菌肽Angie 5。通过生物信息学预测和实验验证，发现该肽不仅能抑制艰难梭菌生长，还可阻断毒素的细胞毒性作用。研究证实Angie 5通过结合毒素CPD结构域，干扰其自激活过程，从而延缓Rac1糖基化及后续细胞骨架崩解。这种"一箭双雕"的作用机制为开发兼具抗菌和抗毒素功能的治疗药物提供了全新范式，相关成果发表于《Cellular and Molecular Life Sciences》。

关键技术方法包括：1) 采用径向扩散实验评估抗菌活性；2) 建立HeLa/Vero/CaCo-2多细胞模型进行毒素中和实验；3) 免疫印迹分析Rac1糖基化状态；4) 透射电镜观察细菌膜完整性；5) 分子对接预测肽-毒素相互作用位点。

抗菌预测与肽设计
通过AMPA等算法从血管生成素中鉴定出64-80氨基酸片段为潜在抗菌区域，经CAMP R3优化获得Angie系列肽。其中Angie 5在2/5/12位点含疏水性氨基酸替换，其Gravy值为0.135，显著高于无活性的参照肽(-0.541)。

抗菌活性验证
径向扩散实验显示Angie 5对艰难梭菌抑制效果最强(1mM时抑菌圈直径达1.8cm)，透射电镜证实其通过破坏细菌膜结构导致胞质泄漏。值得注意的是，该肽对铜绿假单胞菌等ESKAPE病原体也表现出选择性抑制。

毒素中和机制
在三种细胞系中，Angie 5(IC₅₀=40.94μM)可显著延迟TcdB诱导的细胞圆缩：

• 免疫印迹显示处理后2h仍可检测非糖基化Rac1
• 荧光显微镜观察到F-actin纤维结构保持完整
• 对TcdA及TcdA/TcdB混合毒素同样有效

分子作用靶点
分子对接揭示Angie 5的N端嵌入GTD-CPD-DRBD交界处的疏水口袋，其C端α螺旋与3-HB(766-841)及β-flap(742-765)形成氢键网络。关键残基ARG12通过盐桥稳定复合物，而ILE5的疏水相互作用增强结合力。

稳定性评估
MALDI-TOF测定Angie 5在人血浆中的半衰期为5.441分钟，提示后续需通过D-氨基酸替换等策略改善药代动力学特性。

该研究首次揭示血管生成素衍生肽的双重抗菌-抗毒素功能，突破传统治疗仅靶向细菌或毒素的单一路径。特别值得注意的是，Angie 5对临床相关毒素组合(TcdA+TcdB)及高毒力菌株(如BI/NAP1/027)的潜在抑制作用，为开发广谱抗CDI药物奠定基础。未来研究可进一步优化肽序列以提高血浆稳定性，并探索脂质体递送等策略增强肠道局部疗效。从更广泛的意义看，这种"宿主防御肽改造"策略为应对多重耐药菌感染提供了新思路。