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复旦大学步文博教授团队《Nat. Commun.》:“硼磁”捕获细菌关键组分新策略用于感染创面的高效治疗

时间:2022-12-14 来源: 浏览:

复旦大学步文博教授团队《Nat. Commun.》:“硼磁”捕获细菌关键组分新策略用于感染创面的高效治疗

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细菌感染是导致创面难以愈合的关键因素。然而当前的研究仅局限于抑制活细菌生长,却忽略了死细菌引起的过度炎症反应,极大地限制了感染创面的治疗效果。因此,如何同时实现杀伤活细菌和抑制死细菌诱导的炎症,是当前细菌感染创面研究领域面临的关键科学问题。众所周知,细菌的关键组分在维持其生存和致病性中起到重要作用。以脂多糖(LPS)或肽聚糖(PGN)为例,该类多糖既是细菌细胞壁的关键结构组分,也是细菌毒素的关键功能组分;不但维持活细菌结构的完整性,同时也可在细菌死亡或溶解时释放出来,诱导宿主产生过度炎症和毒性反应,严重阻碍了感染 创面的愈合。 因此,靶向细菌的关键组分,有望实现同时从结构上抑制活细菌生长和功能上抑制死细菌诱导的过度炎症的双重作用,这将是一类极具临床应用前景的感染创面治疗新策略。

近日,复旦大学材料科学系 / 聚合物分子工程国家重点实验室步文博教授与同济大学附属第十人民医院吴叶林研究员的联合团队,创新性提出了“硼磁”捕获细菌关键组分策略用于感染创面的高效治疗。 研究人员设计合成了一类新型的“硼磁”材料( MB NPs M=Mg, Al Be ),该类材料具有丰富的键合特性,在水解过程中, MB NPs B-M 金属键相较于 B-B 共价键更易断裂,可生成硼双羟基和氢氧根,并释放金属阳离子。其中,氢氧根产生的碱性微环境,具备调节硼原子构型转变的功能,可高效促进硼双羟基与 LPS/PGN 的邻双羟基发生酯化反应,形成稳定的硼酸酯键。这类新型的“硼磁捕获糖”机制,不仅可以促进 MB NPs 贴附于活细菌细胞壁,利用局部释放高浓度金属离子破坏活细菌细胞膜的通透性,高效抑制细菌生长,同时也可以捕获死细菌释放的 LPS/PGN ,显著抑制其诱导的过度炎症(见下图)。活体动物疗效评估显示,该类新型“硼磁”材料具有高效抗感染、抗内毒素诱导炎症以及促进感染创面愈合的功能。
该研究提出的“硼磁”捕获细菌关键组分的新策略,实现了抗活菌和抑制死菌诱导炎症的双重作用,促进了感染创面的高效愈合。这一策略将为新型创面敷料的开发提供新思路,也为糖尿病足和褥疮等感染创面的治疗提供新方法。更为有意义的是,该策略也为病毒和真菌感染等其它病原体感染疾病的治疗提供借鉴思路。

硼磁 捕获细菌关键组分高效治疗感染创面的示意图(以 Nano-MgB 2 为例)

这一成果得到了编辑和审稿专家的一致认可,并推荐快速发表于《 Nature Communications 》上,同济大学附属第十人民医院 孟云 、复旦大学材料科学系博士后 陈励捷 、同济大学生命科学与技术学院助理教授 陈杨 为论文共同第一作者,通讯作者为同济大学附属第十人民医院 吴叶林研究员 和复旦大学材料科学系 / 聚合物分子工程国家重点实验室 步文博教授

原文链接

https://www.nature.com/articles/s41467-022-35050-6

相关进展

复旦步文博教授和同济徐辉雄教授《ACS Nano》: 声阻抗差异自增强策略用于肿瘤微环境超声分子影像

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