
2025年2月,东莞客运师范大学医学界院所属仁济机构刘数学老师团体在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。拜谱动物为该研究成果提供了血清质组学检则提供服务。
简体中文题目: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
期刊论文:Nature Biomedical Engineering
干扰分子:27.7
合作方企业:上海交通大学医学院附属仁济医院
研究分析产品:噬菌体
拜谱保证技术水平:淀粉酶质组学
图表文献综述:
01、研究方案后果
1、nm表层对噬菌体的保护区用
探讨技术人员采取納米技术铝层包囊被噬菌体沾染的鼠伤寒沙门氏菌(S. Typhimurium),以避免噬菌体在有害菌裂解后当即降低到其他环保。在这种具体方法可能保证噬菌体在癌细胞内的完整篇性,较之于直观降低的噬菌体(Ex-phages),納米技术铝层包囊的噬菌体(In-phages)充满活力越来越高。2、In-phages的高勃勃生机展现
在与众不同训练工作环境中(LB训练基、盐镁保护液、PBS等),In-phages的滴度保持安全,而Ex-phages的滴度减退。在37°C下训练36一小时后,Ex-phages滴度减小18倍,而In-phages仍能持续时间增加。在4°C、50°C和70°C具体条件下,In-phages也主要表现出最高的保持安全性。3、In-phages在有害菌可以抑制和怪物膜排除几个方面富有优缺点
① In-phages融入杆菌病毒的效率比Ex-phages更强。以S.Typhimurium加以分析,在MOI=0.1的情况下,In-phages融入杆菌病毒的的比例比Ex-phages高1.25倍;MOI回落到0.01或0.001时,悬殊增大,自动上链的效率降低等不良情况的发生到3倍。 ② In-phages速度快裂解微生物。10秒钟内可裂解50%微生物,而Ex-phages要有30秒钟。 ③ In-phages极具更强的怪物膜移除程度。可以效加入并处理S.Typhimurium行成的怪物膜,而Ex-phages视觉效果基础薄弱。4、In-phages优质寿命力之后的新机制
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,研究人员通过蛋清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高自己顽强生命力的内化机制化
5、In-phage在相关慢性病中的反应有潜力
探讨的人员在小鼠沙盘整治中监测了内服In-phages进行处理消化道细菌感动的的效果。最终认为,In-phages在小鼠消化道中具备更高些的生物技术回收利用度,在消化道内存留的灵活性噬菌体总数远要高于Ex-phages。In-phages能有效的影响消化道中S. Typhimurium的总数,减轻感染病变体内部(IL-6、TNF-α)的质量,保护性消化道防线功用。凡此种种,在细菌感动成脂的类类风湿性骨风湿膝盖骨炎沙盘整治中,In-phages进行处理后小鼠的骨膝盖骨受损比较明显减轻,感染病变体内部浸泡骤降,且抗dsDNA抗原质量骤降。 减轻Th17体内部和IL-17质量,影响自己抗体生理反应。02、本文个人心得体会
借助核脂肪酸酶质组学阐述,发掘Ex-phages的底部主要核脂肪酸酶质正相关挥发,而In-phages的此类核脂肪酸酶质做到完全。借助冰冻电镜(cryo-TEM)观察植物,发掘In-phages的底部框架完全,而Ex-phages的底部框架遭到破坏。在小鼠3d模型中,内服包含后的噬菌体正相关才能以减少了直肠中的致病菌菌使用量,并保护措施了直肠防御系统软件基本功能。In-phages借助去除直肠中的致病菌菌,才能以减少了系统软件性炎症病变反應,才能改善了关节软骨炎症病变状。03、拜谱工作小结
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。拜谱生物学为其提供了淀粉酶质组学探测剖析。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!
分类文献综述:
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