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【纳米】东南大学梁高林教授团队Angew：客体-主体-配体串联识别引导环丙沙星精准清除细胞内金黄色葡萄球菌

时间：2023-07-09 来源： 浏览：

【纳米】东南大学梁高林教授团队Angew：客体-主体-配体串联识别引导环丙沙星精准清除细胞内金黄色葡萄球菌

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细胞内隐匿的金黄色葡萄球菌与多种严重（甚至致命）的感染疾病相关，如皮肤和软组织感染、肺炎、败血症和心内膜炎等。抗生素是目前临床上治疗细胞内金黄色葡萄球菌感染的首选。然而，由于宿主细胞的细胞膜屏障和外排泵等的存在，直接使用抗生素的治疗效果往往不佳，并且容易产生耐药。因此，亟需发展新的抗生素胞内递送策略用于细胞内金黄色葡萄球菌感染的治疗。
针对这一难题，近日 东南大学梁高林 教授团队基于前期CBT-Cys点击反应的研究基础，首次提出了一种 客体-主体-配体串联识别 （Tandem Guest-Host-Receptor Recognitions）的策略， 引导环丙沙星在感染的巨噬细胞内精准递送、智能组装及响应性释放，从而实现胞内金黄色葡萄球菌的高效清除。
具体地，该团队合成了一种环丙沙星-多肽偶联分子 Cip-CBT-Ada 。如图1所示，该分子由以下几个部分组成：1）抗生素环丙沙星；2）CBT和StBu保护的Cys，用于CBT-Cys点击反应；3）半胱氨酸蛋白酶-1（Caspase-1，一种感染过程中过度表达的酶）特异性识别的多肽底物YVAD；4）客体分子金刚烷（Ada）。首先，作者通过紫外-可见滴定实验，验证了 Cip-CBT-Ada 可以通过 客体-主体识别 作用与甘露糖七取代的β-环糊精（ CD-M ）结合形成超分子 Cip-CBT-Ada/CD-M 。细胞实验表明， Cip-CBT-Ada/CD-M 可以利用环糊精上的局部高甘露糖密度，通过多价态 配体-受体识 别 作用特异性靶向巨噬细胞。接着， Cip-CBT-Ada/CD-M 在胞内Caspase-1和谷胱甘肽的激活下，发生CBT-Cys点击反应生成环状二聚体 Cip-Dimer 并进一步原位自组装形成环丙沙星纳米粒子 Nano-Cip 。最终，环丙沙星纳米粒子 Nano-Cip 在酯酶的作用下持续、缓慢释放环丙沙星，从而高效杀灭胞内金黄色葡萄球菌。

图1. 图解客体-主体-配体串联识别引导环丙沙星精准清除细胞内金黄色葡萄球菌。图片来源： Angew. Chem. Int. Ed.
最后，作者建立了金黄色葡萄球菌感染的RAW264.7巨噬细胞模型及小鼠皮下金黄色葡萄球菌感染模型（图2）。作者通过体内外实验证实了，与游离环丙沙星和 Cip-CBT-Ada 单体相比，超分子 Cip-CBT-Ada/CD-M 具有更强的胞内细菌清除和炎症治疗的能力。该工作为胞内细菌感染的抗生素治疗提供了一种新的思路和策略。

图2. Cip-CBT-Ada/CD-M 在小鼠皮下金黄色葡萄球菌感染模型的抗菌效果。图片来源： Angew. Chem., Int. Ed.
这一成果近期发表在 Angewandte Chemie International Edition 上，文章的共同第一作者是东南大学副研究员 占文俊 博士、博士生 徐玲玲 和硕士生 刘智宇 。通讯作者为东南大学首席教授/数字医学工程全国重点实验室副主任 梁高林 教授。该研究得到了科技部重点研发计划，国家自然科学基金重点项目和青年科学基金项目的资助。
原文（扫描或长按二维码，识别后直达原文页面）：
Tandem Guest-Host-Receptor Recognitions Precisely Guide Ciprofloxacin to Eliminate Intracellular Staphylococcus aureus
Wenjun Zhan , † Lingling Xu , † Zhiyu Liu , † Xiaoyang Liu, Ge Gao, Tiantian Xia, Xiaotong Cheng, Xianbao Sun, Fu-Gen Wu, Qian Yu, and Gaolin Liang*
Angew. Chem. Int. Ed ., 2023 , DOI: 10.1002/anie.202306427
梁高林教授简介

梁高林 ，男，1972年9月15日出生，江苏兴化人，东南大学首席教授，数字医学工程全国重点实验室副主任，博士生导师，国家杰出青年科学基金获得者。1989年考入南京大学基础学科教学强化部（理科第一名）。1993年获南京大学物理化学专业学士，2002年郑州大学化学工艺专业硕士，2005年复旦大学药物化学专业博士。1993年至2002年，江苏省原子医学研究所助理研究员。2005年9月至2008年1月香港科技大学化学系博士后，导师徐兵教授。2008年1月至2010年5月，美国斯坦福大学医学院博士后，导师饶江洪教授。主要从事分子与细胞显像的研究。2010年3月受聘为中国科技大学教授，2018年12月被聘为东南大学教授，博士生导师。迄今为止，在SCI收录期刊上发表论文170余篇。其中大部分在 Nature Chemistry, Nature Communications, Science Advances, Journal of the American Chemical Society, Angewandte Chemie International Edition, Advanced Materials, Nano Letters, ACS Nano, Advanced Science, Advanced Functional Materials, Analytical Chemistry 等国际期刊上发表，论文目前被引用10000余次，H因子50。主持或参与科技部国家重点研发计划2项、基金委创新研究群体项目1项、国家杰出青年科学基金1项、基金委重点等项目6项；先后获得国家二类新药证书1项、中国专利8项、世界专利1项，美国专利1项。获2020年国务院政府特殊津贴、入选2019年国家百千万人才工程，被授予“有突出贡献中青年专家”、获2019年安徽省自然科学二等奖（排名第一）、2017年“国家杰出青年科学基金”资助、2010年教育部“新世纪优秀人才支持计划”。
https://www.x-mol.com/university/faculty/14777
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