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  發(fā)生于深創(chuàng)口、大范圍創(chuàng)面或特殊人群（如糖尿病患者等）上的由細(xì)菌造成的嚴(yán)重傷口感染是臨床上經(jīng)常需要應(yīng)對(duì)的情況，一般采用抗生素對(duì)其進(jìn)行治療。然而，由于抗生素耐藥性不斷上升、新抗生素研發(fā)困難、許多抗生素對(duì)格蘭氏陰性菌效果較差等諸多因素，抗生素效果不足的情況愈發(fā)普遍，因此我們迫切需要開發(fā)新的抗菌策略來應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)。抗菌擬肽（AMPM）因具有廣譜抗菌活性、極好的蛋白酶穩(wěn)定性、容易大規(guī)模合成且不易產(chǎn)生耐藥性等特點(diǎn)而被廣泛關(guān)注。然而，抗菌擬肽由于其非選擇性破膜機(jī)制所帶來的細(xì)胞毒性問題，目前鮮少被應(yīng)用于臨床實(shí)驗(yàn)中。

  湖南大學(xué)白玉罡教授課題組此前通過引入額外的原核靶向DNA結(jié)合機(jī)制及調(diào)節(jié)抗菌擬肽的交替兩親性顯著提高了抗菌擬肽的抗菌性能及選擇性殺滅能力。

  為了進(jìn)一步提高抗菌擬肽的血液相容性，這項(xiàng)研究提出了一種新策略：兩親性掩蔽策略，即使用另一種被FDA批準(zhǔn)的功能聚合物Pluronic F-127（PF127）與已建立的AMPM（PT-b1）復(fù)合，以部分和可逆地“中和”AMPM的膜破壞能力，從而提高其治療指數(shù)（TI）。該策略對(duì)具有多重抗菌機(jī)制的AMPMs極為有用，因?yàn)?/span>PF127只減弱AMPM造成真核細(xì)胞毒性的破膜機(jī)制，而不抑制該AMPM的其他抗菌機(jī)制。此外，PF127 與PT-b1復(fù)合后可以形成可注射和可吸收的溫敏抗菌水凝膠，該水凝膠可以有效促進(jìn)傷口愈合并抑制細(xì)菌感染引發(fā)的炎癥。相關(guān)工作以” Improving the Hemocompatibility of Antimicrobial Peptidomimetics through Amphiphilicity Masking Using a Secondary Amphiphilic Polymer”為題發(fā)表在《Advanced Healthcare Materials》雜志上。 

圖1 PT-b1的抗菌機(jī)理、耐藥性及拯救哺乳動(dòng)物細(xì)胞效果測(cè)試

  這項(xiàng)研究基于噴他脒丁類似結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)合成了一系列寡聚脒。由于噴他脒丁能與DNA的小凹槽結(jié)合來抑制DNA的合成，并通過各種方法干擾DNA中的關(guān)鍵功能，因此該噴他脒丁類似結(jié)構(gòu)的寡聚物庫(kù)中的抗菌擬肽不僅可以通過靜電與疏水相互作用對(duì)細(xì)菌膜造成損傷（圖1a），還能選擇性只結(jié)合細(xì)菌DNA，而不對(duì)哺乳動(dòng)物細(xì)胞造成損傷（圖1d和圖1e）。同時(shí)，由于以上兩種選擇性機(jī)制使得PT-b1可在細(xì)菌體內(nèi)產(chǎn)生較多的ROS，而在細(xì)胞體內(nèi)則幾乎檢測(cè)不到（圖1g）。通過多重抗菌機(jī)理結(jié)合殺菌，使得細(xì)菌對(duì)PT-b1的耐藥性很難產(chǎn)生（圖1h）。這種抗耐藥性及選擇性殺滅的優(yōu)勢(shì)同樣也體現(xiàn)在細(xì)菌和 NIH/3T3 細(xì)胞的共培養(yǎng)模型中（圖1i和圖1j），若在感染過程中未使用抗菌劑或僅使用已產(chǎn)生耐藥性的抗菌劑慶大霉素進(jìn)行治療，A. baumannii-1可在24小時(shí)內(nèi)快速繁殖，并最終殺死幾乎所有細(xì)胞（細(xì)胞活力 <20%）。然而，當(dāng)使用8 μg/mL PT-b1對(duì)感染細(xì)菌的細(xì)胞進(jìn)行治療時(shí)，所有細(xì)菌都被殺死且細(xì)胞可以維持其正常形態(tài)，同時(shí)也能使細(xì)胞的存活率提高至約60%。

圖2 PF127可以掩蔽PT-b1的兩親性并提高其血液相容性

  為了找到一種更加通用而不是基于結(jié)構(gòu)修飾的方法來進(jìn)一步提高抗菌擬肽的血液相容性，作者將PT-b1與二級(jí)兩親性功能聚合物PF127復(fù)合得到了一種對(duì)溫度敏感的水凝膠PF127-PT-b1，并對(duì)其血液相容性及體內(nèi)外抗菌性能進(jìn)行了一系列的表征（圖2）。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，PF127的復(fù)合作用可以部分掩蓋PT-b1的兩親性，降低其對(duì)細(xì)胞膜的破壞作用，而對(duì)PT-b1的抗菌活性沒有影響，從而提高了PT-b1的治療指數(shù)。

圖3 PF127-PT-b1的殺菌動(dòng)力學(xué)、拯救血細(xì)胞效果及抗生物膜效果測(cè)試

  PT-b1和PF127-PT-b1具有快速的殺菌動(dòng)力學(xué)。雖然PF127-PT-b1的殺菌速度在一定程度上被兩親性分子PF127減慢了，但與傳統(tǒng)抗生素美羅培南相比，該水凝膠體系仍具有一定的優(yōu)勢(shì)（圖3a）。在菌血癥模型中，PF127-PT-b1可選擇性殺死全部的耐藥細(xì)菌A. baumannii-1，而幾乎不造成血細(xì)胞裂解（圖3b），相較于PT-b1引起5%的溶血率有很好的提升，這在實(shí)際應(yīng)用到體內(nèi)模型中時(shí)可能會(huì)造成較大影響。并且，PF127-PT-b1在與PT-b1可以抑制生物膜形成，甚至對(duì)已形成生物膜也有較好的清除作用（圖3c和圖3d）。由于PF127-PT-b1的HC₅ > 1000 μg/mL，而PT-b1的HC₅低至66 μg/mL，因此PF127與PT-b1的復(fù)合物在此研究中表現(xiàn)出更明顯的優(yōu)勢(shì)。 

圖4 PF127-PT-b1促進(jìn)MRSA感染的小鼠表皮傷口愈合

  最后，作者進(jìn)一步建立了MRSA感染的小鼠表皮傷口模型，評(píng)價(jià)了PF127-PT-b1在活體動(dòng)物上使用的安全性及對(duì)小鼠創(chuàng)面愈合的實(shí)際促進(jìn)作用。實(shí)驗(yàn)表明，PF127 和 PT-b1 的組合明顯更有優(yōu)勢(shì)：在前 3 天的持續(xù)細(xì)菌定量研究中，PF127-PT-b1 的小鼠傷口區(qū)域的細(xì)菌殘存量最低，且與 PBS 組相比細(xì)菌剩余量可降低 5 -7個(gè)數(shù)量級(jí)（圖 4b）。 此外，PF127-PT-b1 治療促進(jìn)了傷口愈合過程，在13天內(nèi)傷口實(shí)現(xiàn)完全愈合，這比本實(shí)驗(yàn)中任何其他治療組的愈合速率都快（圖 4c）。值得注意的是，僅經(jīng) PF127-PT-b1組藥物處理小鼠的免疫學(xué)組織切片中未觀察到PF127-PT-b1對(duì)小鼠的顯著毒性，表明PF127-PT-b1藥物治療組對(duì)小鼠的生物安全性較好（圖 4d）。綜上所述， PT-b1與功能聚合物PF127的復(fù)合不僅帶來了更好的治療效果，而且為傷口敷料的制備提供了新思路。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adhm.202200546