ACS Appl. Mater. Interfaces | 藝術就是「爆炸」

2021-02-18 佰圖生物

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自從小編的姐姐生了個女兒,小編總要找點小故事講講,近段時間就看到一個很悲傷的童話——《綠色的眼淚》。故事講的是一條美麗的人魚愛上了一個患有眼疾的男生,為了讓男生重獲光明,她交出了自己的美貌與智慧,成為一個醜陋呆傻的乞丐婆守護在男生旁邊。男生為了找回心愛的人魚,交出了自己的良知,且被告知能流出綠色眼淚的就是你所愛之人……然後因為天然黑職業病,小編頓時想分享另一個畫面…

現實生活中的確存在「綠色的眼淚」,且每個人都可能有,但並非你是人魚,也不是你遇到了真命天子,而是被綠膿桿菌感染了。

綠膿桿菌,又名銅綠假單胞菌,大小為1.5~3.0×0.5~0.8um,G-桿菌。菌體一端一般有一根鞭毛,運動活潑。無芽胞,米液型菌株有多糖莢膜或糖萼,具有抗吞噬作用。啥,看不懂?小編給大家找了幾個真實案例:· 一位女病人由於長期戴著隱形眼鏡睡覺,導致眼角膜被細菌給侵蝕了,眼睛還會流出類似於螢光黃的液體。經過診斷發現這個女病人是患上了綠膿桿菌性角膜潰瘍。醫生描述,綠膿桿菌致病力非常強,一旦感染,嚴重的24小時內會失明,若角膜感染長期反覆,不有效治療甚至要摘除眼球。· 據統計,2014-2018年全國及省級飲用天然礦泉水抽查數據表示,由於銅綠假單胞菌超標而不及格飲用水佔比60.8%。而綠膿桿菌是可以通過口腔中的細小傷口感染的。· 2018年,一名寶寶從發燒就醫到死亡,才短短兩天,病因是綠膿桿菌感染引發壞死性筋膜炎及敗血症。更為可怕的是,綠膿桿菌屬於「超級細菌」的一員,具有多重抗藥性,就是說單一的抗生素治療並沒辦法殺死它,而且會快速產生耐藥性。2020年,南京醫科大學江寧附屬醫院發表了一篇關於治療肺部感染銅綠假單胞菌的文章——《Alginate Lyase Guided Silver Nanocomposites for Eradicating Pseudomonas aeruginosa from Lungs》(IF18.7)。

——ACS Appl. Mater. Interfaces 2020, 12, 9050−9061

綠膿桿菌能夠如此強悍抗打,一個重要原因是它們能互相「抱團」,然後分泌一類以海藻酸鈉(Alginate)為主要成分的物質,以此鑄造屬於他們自己的「銅牆鐵壁」,生物學上稱這道城牆為「生物膜(Biofilm)」。作者首先構建了一個弱酸性環境下會自動溶解的「外殼」Ag@MON,外殼表面再布滿「炸藥」——海藻酸鈉裂解酶。當載體Ag@MON-AE接近綠膿桿菌的生物膜(呈弱酸性)時,海藻酸鈉裂解酶就開始「定點爆破」,把生物膜快速降解。圍攻破城後,「殼」內的頭孢他啶(Ceftazidime)便可直面綠膿桿菌並與之搏殺。更重要的是,這個「定位炸彈」並非敵我不分。作者通過小鼠活體實驗證實,Ag@MON-AE對小鼠體內的各個組織均無傷害。

——H&E staining of tissues from the ICR mice (n = 5)

而對肺部感染綠膿桿菌的小鼠,Ag@MON-AE不僅能高效消滅綠膿桿菌,同時能減輕病菌對肺部組織的傷害。

——The pathological characteristics of the mice were analyzed via the H&E staining (n = 5).

要引爆這個「炸彈」有一點非常重要,就是得確保海藻酸鈉裂解酶裝配上去。而檢驗的方法之一,就是我們常用的SDS-PAGE電泳。這方法既可以檢驗合成產物的純度,也可粗略估計其分子量大小,更重要的是操作很簡單。作者創新性地構建一個銀離子納米載體,並利用綠膿桿菌生物膜的特性,設計一款智能型的「定點炸藥」——Ag@MON-AE。先通過海藻酸鈉裂解酶降解生物膜,並抑制生物膜的形成,然後巧妙地利用生物膜的環境pH,溶解載體並釋放頭孢他啶,針對性的殺滅綠膿桿菌,並可以大大降低菌體的抗藥性。

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