
2025年2月,广州交通出行高中生物学校所属仁济医阮刘导师拜谱生物在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。拜谱生物工程为该研究成果提供了核膳食纤维组学验测精准服务。
英文版网站标题: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
论文期刊:Nature Biomedical Engineering
会影响成分:27.7
朋友的单位:上海交通大学医学院附属仁济医院
研究探讨用料:噬菌体
拜谱保证技术性:核脂肪酸组学
图文引言:
01、探讨最终
1、纳米级铝层对噬菌体的保护好反应
研究探讨者通过納米技术金属涂覆包围被噬菌体感梁的鼠伤寒沙门氏菌(S. Typhimurium),以防止噬菌体在细菌病毒裂解后尽快挥发到表面工作环境。一种技术是可以能维持噬菌体在神经细胞内的完整版性,相对来说于同时挥发的噬菌体(Ex-phages),納米技术金属涂覆包围的噬菌体(In-phages)力量更多。2、In-phages的高精力现象
在不一培養生活环境中(LB培養基、盐镁响应液、PBS等),In-phages的滴度安全可靠,而Ex-phages的滴度变低。在37°C下培養36小時后,Ex-phages滴度影响18倍,而In-phages仍能快速PCR扩增。在4°C、50°C和70°C先决条件下,In-phages也突出表现出更强的安全可靠性。3、In-phages在疾病抑制作用和生物制品膜快速清理这方面更为的优势
① In-phages融入菌的功能比Ex-phages更强。以S.Typhimurium加以分析,在MOI=0.1的状态下,In-phages融入菌的比率比Ex-phages高1.25倍;MOI变低到0.01或0.001时,距离扩增到3倍。 ② In-phages速度快裂解疾病。1030半小时内可裂解50%疾病,而Ex-phages还要3030半小时。 ③ In-phages更具更强的生物制品学膜移除的能力。还有效融入并杀灭S.Typhimurium型成的生物制品学膜,而Ex-phages效果好过强。4、In-phages好自己生存能力头上的管理机制
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,研究人员通过核蛋白组学进一步研究了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高灵魂力的内心机能
5、In-phage在有关系病中的角色发展潜力
设计人员管理在小鼠型号中考核了内服In-phages进行除理胃肠皮肤病毒感染的感觉。可是证明,In-phages在小鼠胃肠中兼具更强的生物学进行度,在胃肠内存活的长久的活性氧噬菌体使用量远低于Ex-phages。In-phages能合理变低胃肠中S. Typhimurium的使用量,避免宫颈发炎指数(IL-6、TNF-α)的品质,庇护胃肠第一道防线的功能。还有,在皮肤病毒感染引导的类类风湿性膝风湿病型号中,In-phages进行除理后小鼠的膝骨关节拉伤分明避免,宫颈发炎肿瘤组织细胞侵润变低,且抗dsDNA抗体阳性品质变低。 避免Th17肿瘤组织细胞和IL-17品质,变低企业自身抗体发应。02、篇文章个人总结
根据核氨基酸组学探讨,出现 Ex-phages的底部关键因素核氨基酸明显性降解塑料,而In-phages的这种核氨基酸保持良好完善。根据制冷电镜(cryo-TEM)洞察分析,出现 In-phages的底部节构完善,而Ex-phages的底部节构破损。在小鼠仿真模型中,口服液快递包裹后的噬菌体明显性提高了肠腔中的病源菌总数,并庇护了肠腔第一道防线基本功能。In-phages根据清理肠腔中的病源菌,提高了软件随意性疾病现象,因此提高了依然能疾病状。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。拜谱生物工程为其提供了核氨基酸组学检查概述。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!
考生专著:
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