
2025年2月,沈阳道路交通大学本科分子生物基地附带仁济医疗刘音乐老师的团队在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。拜谱生物学为该研究成果提供了蛋清质组学测试服务管理。
中文翻译问题: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
导致指数:27.7
潜在客户计量单位:上海交通大学医学院附属仁济医院
研究方案食材:噬菌体
拜谱能提供的技术:血清质组学
空间图形小结:
01、分析结杲
1、奈米纳米涂层对噬菌体的保障能力
研究分析成员通过纳米级技术金属耐磨涂层背包被噬菌体感染支原体的鼠伤寒沙门氏菌(S. Typhimurium),杜绝噬菌体在杆菌裂解后即时发挥到表面室内环境。类似这些工艺能够维系噬菌体在细胞核内的完整的性,相对于马上发挥的噬菌体(Ex-phages),纳米级技术金属耐磨涂层背包的噬菌体(In-phages)话力更多。2、In-phages的高动力行为
在各个塑造锻炼周围环境中(LB塑造锻炼基、盐镁响应液、PBS等),In-phages的滴度保持稳定的,而Ex-phages的滴度走低。在37°C下塑造锻炼36小时左右后,Ex-phages滴度缩减18倍,而In-phages仍能持续不断扩张。在4°C、50°C和70°C水平下,In-phages也表达出会高的保持稳定的性。3、In-phages在细菌和病毒压制和生物技术膜清掉个方面具有优势
① In-phages融入大肠杆菌的意识比Ex-phages更强。以S.Typhimurium试对,在MOI=0.1的前提下,In-phages融入大肠杆菌的比例图比Ex-phages高1.25倍;MOI走低到0.01或0.001时,差异增强到3倍。 ② In-phages速度更快裂解革兰氏阴性菌。十几分钟的时间内可裂解50%革兰氏阴性菌,而Ex-phages应该30几分钟的时间。 ③ In-phages还具有更强的微生物学膜消除学习能力。还有效构建并杀掉S.Typhimurium导致的微生物学膜,而Ex-phages感觉工作能力。4、In-phages菁英性命力幕后的长效机制
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,研究人员通过球核苷酸组学进一步研究了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高人生力的底层逻辑
5、In-phage在有关于疫情中的反应前景
探析工人在小鼠三维模式化中评价了口服药In-phages治疗直肠感梁的实用功能。可是表面,In-phages在小鼠直肠中包括更高一些的海洋生物充分利用度,在直肠内盈利的化学活化噬菌体使用量远大于Ex-phages。In-phages能可行缩减直肠中S. Typhimurium的使用量,增多细菌沾染因素(IL-6、TNF-α)的质量,保证直肠深层实用功能。虽然,在感梁引诱的类类风湿性骨肩周炎三维模式化中,In-phages治疗后小鼠的骨关节软骨软组织损伤很大增多,细菌沾染细胞膜核侵润增涨,且抗dsDNA抗原质量增涨。 增多Th17细胞膜核和IL-17质量,缩减在工作中免疫细胞不良反应。02、的文章总结ppt
用核胆固醇组学深入分析,出现 Ex-phages的顶部关健核胆固醇特殊挥发,而In-phages的某些核胆固醇保证完好。用冷冻熟食电镜(cryo-TEM)观察植物,出现 In-phages的顶部结构的设计完好,而Ex-phages的顶部结构的设计损坏。在小鼠模式中,口服液包围后的噬菌体特殊少了肠内中的致病菌体菌使用量,并维护了肠内障壁模块。In-phages用清掉肠内中的致病菌体菌,少了平台性慢性炎症反映,然后有效改善了膝关节慢性炎反应。03、拜谱总结
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。拜谱生态学为其提供了蛋清质组学探测研究分析。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!
参阅论文毕业论文:
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