自组装肽纳米纤维可对抗细胞内细菌感染

研究人员开发出一种新型自组装肽纳米纤维，其独特性能使其能够有效破坏细胞内的致病细菌。这项重要研究的成果发表在《科学进展》杂志上。

新方法的本质是什么？

细胞内细菌是医学领域面临的严峻挑战，因为它们躲避免疫系统的攻击，并且通常对传统抗生素具有耐药性。为了克服这些挑战，由W. Yu博士领导的一组科学家开发出了一种肽分子，它能够自组装成稳定的纳米纤维，并具有显著的抗菌活性。

这些肽经过精心设计，疏水性和亲水性氨基酸残基达到了特定的平衡。正是这种设计使它们能够自发形成被称为纳米纤维的纤维结构。这些结构在生物环境中稳定，并且不易受酶降解，这显著提升了它们的治疗潜力。

纳米原纤维的作用机理

研究人员证明，自组装纳米原纤维：

1. 由于带电氨基酸和疏水氨基酸的优化组合，它们能够有效穿透受感染的细胞，绕过细胞屏障。
2. 它们到达细菌病原体（包括耐药菌株）所在的细胞内空间。
3. 它们破坏细菌膜的完整性，导致细菌迅速死亡。

新型纳米原纤维的一个重要特点是它们在受感染的细胞内具有明显的活性，而传统抗生素难以到达此类细菌，因此效果较差。

研究细节和结果

实验是在感染了细胞内细菌病原体（例如单核细胞增生李斯特菌）的细胞培养物上进行的。测试结果显示：

• 新型肽对细胞内病原体具有较高的抗菌功效。
• 对宿主细胞的毒性极小，证明其潜在用途的安全性。
• 抵抗身体酶的降解，这使得纳米原纤维可以作为具有长期疗效的治疗药物使用。

进一步利用电子显微镜的研究证实了纳米原纤维的形成，生化分析表明这些结构稳定，具有稳定的物理化学特性。

这一发现的实际意义

所开发的纳米纤维代表着传统抗生素的一种有希望的替代品，尤其是在对抗难以治疗的感染方面。它们可以用于：

• 用于治疗细胞内感染，包括许多抗生素无效的耐药菌株。
• 由于其具有穿透细胞膜的能力，因此可作为将其他药物输送到细胞中的基础。
• 作为结核病、布鲁氏菌病、沙门氏菌病等严重传染病以及由细胞内病原体引起的其他疾病的综合治疗的一部分。

这种方法还可以用于创造具有抗菌特性的新材料和涂层，以预防医院内感染。

未来计划和展望

未来，研究人员计划继续在动物模型上进行测试，以验证纳米纤维在生物体内的有效性和安全性。此外，他们还在优化肽的结构，以便更有效地对抗各种细胞内细菌菌株。

因此，自组装肽纳米纤维的制备为抗生素和生物医学材料的研发开辟了一个全新的方向。基于肽可控自组装的方法在未来医学领域展现出巨大的潜力，尤其是在抗生素耐药性日益增长以及传染病面临新挑战的背景下。