受 LuxS/AI-2 通路启发的蝎毒衍生嵌合肽 IFG-22 的设计与表征：用于选择性抑制细菌性阴道炎中的阴道加德纳菌生物膜

《Cell Communication and Signaling》：Design and characterization of a LuxS/AI-2 pathway-informed scorpion venom-derived hybrid peptide IFG-22 for selective inhibition of Gardnerella vaginalis biofilms in bacterial vaginosis

　　

摘要

细菌性阴道病（BV）是一种常见的阴道菌群失调，其特征为阴道加德纳菌过度生长、生物膜持续存在、炎症以及乳杆菌主导的微生物群破坏。传统抗生素如甲硝唑受限于复发、生物膜清除不完全以及对有益共生菌的潜在干扰。在此，我们设计并表征了 IFG-22，一种基于 LuxS/AI-2 通路信息的蝎毒来源嵌合抗菌肽，旨在优先靶向G. vaginalis生物膜，同时保留阴道微生物稳态。IFG-22 是通过整合 LuxS 导向识别基序与具有膜活性的抗菌片段生成的，并通过分子对接和物理化学筛选进行了优化。IFG-22 显示出强大的抗加德纳菌活性，最低抑制浓度为 1.2 μg/mL，具有快速杀菌动力学，并显著抑制生物膜形成和持续存在。机制测定表明，IFG-22 减弱了 AI-2 相关信号输出，显示出部分 DPD/AI-2 可挽救的生物膜抑制，选择性地与G. vaginalis生物膜脂质成分相互作用，并诱导细菌膜破坏。这些发现支持一种联合机制，其中膜破坏驱动快速杀灭，而 AI-2 相关信号减弱有助于抗生物膜活性。IFG-22 对代表性阴道共生菌的活性弱于对G. vaginalis的活性，并在有效抗菌浓度范围内显示出与阴道上皮细胞的初步相容性。在小鼠 BV 模型中，IFG-22 减少了G. vaginalis的扩张，促进了向乳杆菌主导的微生物群的恢复，并下调了阴道组织中炎症介质的表达。IFG-22 在模拟阴道微环境条件下也保留了大量的肽完整性和抗加德纳菌活性。综上所述，IFG-22 代表了一种有前景的膜活性且保留微生物群的局部 BV 治疗肽候选物。