
2025年2月,北京道路交通大学专业生物教育附设仁济门诊刘教师精英团队在Nature Biomedical Engineering(IF=27.7)上发表了题为“Enhancing phage therapy by coating single bacteriophage-infected bacteria with polymer to preserve phage vitality”的研究性论文。该研究中,通过用聚合物纳米级涂层单独包裹噬菌体入侵的细菌以保留噬菌体诱导的细菌裂解时的微环境。研究者表明,与自然释放的噬菌体(其尾部蛋白质严重降解)相比,从涂有聚合物的细菌中分离出的噬菌体能够保持活性。这些潜伏的噬菌体也能够更好地扩增,并且在清除细菌生物膜时,它们能更有效地结合并裂解细菌。在患有细菌诱发的肠炎及相关关节炎的小鼠中,口服经中性pH值下可溶解的聚合物包裹的细菌所释放出的潜伏噬菌体,与未包裹的噬菌体相比,具有更高的生物利用度,并且能产生明显更好的治疗效果。拜谱生物体为该研究成果提供了核营养物质组学检测工具产品。
2英文网站标题:通过用聚合物包裹单个噬菌体感染的细菌来增强噬菌体疗法,以保持噬菌体的活力
杂志:Nature Biomedical Engineering
危害细胞因子:27.7
雇主计量单位:上海交通大学医学院附属仁济医院
论述板材:噬菌体
拜谱出示方法:血清质组学
图文结语:
01、设计结论
1、奈米涂覆对噬菌体的保证做用
论述师选择納米表层包围被噬菌体妇科感染的鼠伤寒沙门氏菌(S. Typhimurium),解决噬菌体在病菌裂解后尽快放到外观区域环境。这一方法步骤可以长期保持噬菌体在血细胞内的齐全性,相比之下于可以直接放的噬菌体(Ex-phages),納米表层包围的噬菌体(In-phages)行动力比较高。2、In-phages的高力量特征
在有差异 教育陪养生态环境中(LB教育陪养基、盐镁缓解液、PBS等),In-phages的滴度平衡性高,而Ex-phages的滴度减退。在37°C下教育陪养36时间后,Ex-phages滴度有效降低18倍,而In-phages仍能坚持扩张。在4°C、50°C和70°C经济条件下,In-phages也现象出比较高的平衡性高性。3、In-phages在细菌和病毒调控和生物体膜清理方位更具有优缺点
① In-phages融合日常病毒的效率比Ex-phages更强。以S.Typhimurium实例,在MOI=0.1的水平下,In-phages融合日常病毒的数量比Ex-phages高1.25倍;MOI变低到0.01或0.001时,相差悬殊变高到3倍。 ② In-phages最快的速度裂解革兰氏阴性菌。10多15分钟内可裂解50%革兰氏阴性菌,而Ex-phages需求30多15分钟。 ③ In-phages具备更强的菌物工程膜除去性能。但是有效渗透性并毒杀S.Typhimurium行成的菌物工程膜,而Ex-phages成果不强。4、In-phages好灵魂力脚下的策略
考虑到噬菌体活力与其结构的完整性密切相关,研究人员首先通过低温透射电子显微镜(TEM)观察了噬菌体的形态(图1a-b),长尾由吸附装置(尖端)和管体组成,尾部和衣壳(头部)通过首尾连接器连接。两种噬菌体的尖端采用了灵活的架构。噬菌体尖端的比较显示,Ex-phages的末端密度缺失,比In-phages的尖端长度短约3.6nm(图1d)。考虑到尾蛋白负责噬菌体的特异性和毒力,研究人员通过营养素质组学进一步研究了In-phages和Ex-phages之间的功能蛋白的差异。主成分分析(PCA)揭示了Ex-phages形成与In-phages分离的独特簇,确认数据的可靠性。此外,聚类分析显示,在噬菌体内和噬菌体外蛋白质丰度明显差异(图1e-f)。利用维恩图进一步比较蛋白质组的变化,结果显示了312个在Ex-phages和In-phages之间重叠的差异表达蛋白。在Ex-phages和In-phages中有6和13个独特表达的蛋白质,与In-phages相比,Ex-phages中有9个蛋白质表达下调。其中,发现了三种蛋白质(含载体结构域的蛋白,尾鞘蛋白和裂解蛋白A)与噬菌体的侵入密切相关。含有载体结构域蛋白引导与宿主细菌表面受体相互作用。识别后,尾鞘蛋白的构象变化促进遗传物质从大肠杆菌喷射到宿主细胞中。裂解蛋白A触发内膜和外膜之间的膜粘附位点的形成,引起细菌裂解(图1g-i)。Ex-phages由于暴露在外界环境中,其关键尾部蛋白发生降解,导致其感染能力下降。In-phages在纳米涂层保护下,保持这些蛋白的完整性,从而增强感染活力。
图1| In-phages高寿命力的不确定性制度化
5、In-phage在相应的疾患中的的功效提升空间
研究分析相关人员在小鼠整治中考评了口服液In-phages解决可以使肠胃染上的治疗效果。但是显示,In-phages在小鼠可以使肠胃中兼备更大的生物工程回收利用度,在可以使肠胃内存活率的催化活性噬菌体总个数远高与Ex-phages。In-phages能更有效降底可以使肠胃中S. Typhimurium的总个数,减掉支原体交叉感染分子(IL-6、TNF-α)的层次,自我保护可以使肠胃防御系统基本功能。再者,在染上引导的类骨质增生性依然能炎整治中,In-phages解决后小鼠的依然能破损显眼减掉,支原体交叉感染内部浸泡有效降低,且抗dsDNA抗原层次有效降低。 减掉Th17内部和IL-17层次,降底工作中天然免疫想法。02、论文总结ppt
进行核胆固醇组学定量分析,发展Ex-phages的底部的关键核胆固醇更为明显光降解,而In-phages的以下核胆固醇实现全版。进行微冻电镜(cryo-TEM)仔细观察,发展In-phages的底部形式全版,而Ex-phages的底部形式破裂。在小鼠实体模型中,内服覆盖后的噬菌体更为明显削减了胃肠中的病源菌总量,并防护了胃肠天然屏障工作。In-phages进行处理胃肠中的病源菌,削减了广泛性慢性炎症不良反应,而使改变了关节软骨慢性炎现状。03、拜谱个人心得体会
这篇文章通过包裹单个噬菌体感染的细菌,能够有效保护噬菌体的活力,显著提高其在治疗细菌感染和相关疾病中的效果。这项研究为噬菌体疗法提供了一种新的纳米平台,具有重要的临床应用潜力。拜谱生物技术为其提供了蛋清质组学检测工具定性分析。拜谱生物已建立了完善成熟的转录组学、蛋白组学、翻译后修饰组、代谢组学以及多组学联合产品技术服务体系,助力发表高分文献,欢迎致电咨询!
考生文献:
Lin S, Xie G, He J, Meng L, Pang Y, Liu J. Enhancing phage therapy by coating single bacteriophage-infected bacteria with polymer to preserve phage vitality. Nat Biomed Eng. 2025 Feb 25. doi: 10.1038/s41551-025-01354-3