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近日，中国农业大学动物科学技术学院马曦教授团队在期刊《先进材料》（Advanced Materials）发表了题为《pH触发的尺寸转化和生物活性切换的自组装肽用于对抗耐药细菌和生物被膜》（pH‐Triggered Size‐Transformable and Bioactivity‐Switchable Self‐Assembling Chimeric Peptide Nanoassemblies for Combating Drug‐Resistant Bacteria and Biofilms）的研究性论文（Research Article）。该文通过分子设计的饲用免疫调节肽，在仔猪上实现了对耐药细菌生物被膜的清除，为解决饲用抗生素替代条件下的断奶仔猪腹泻提供了新的思路。中国农业大学为该论文的第一完成单位，动科学院博士研究生谭鹏为论文的第一作者，马曦教授为论文的通讯作者，研究工作的分子设计合成方面得到了国家纳米中心戴庆研究员团队的大力支持。以上工作得到国家重点研发计划（2022YFD1300404），国家自然科学基金（31930106），学校“2115人才培育发展计划”（1041-00109019）等项目的资助。 养猪生产中饲用抗生素的应用可以显著降低幼龄动物腹泻率，提高饲料转化效率，因此曾经获得广泛应用。但长期应用导致的抗生素耐药和残留等问题严重威胁人类健康。2020年7月，农业农村部194号公告声明饲料生产企业将停止生产含有促生长类药物饲料添加剂的商品饲料。因此，创制新型饲用抗生素替代品，解决断奶仔猪腹泻的难题迫在眉睫。 由于我国的规模化猪场曾经长期应用饲用抗生素，养殖场环境中耐药致病菌的比例非常高。耐药致病菌的一个关键逃逸机制是形成生物被膜，从而显著降低了饲用抗生素对致病菌的靶向杀灭效应。因此，理论上讲，如果能靶向破坏致病菌生物被膜，就能解决耐药致病菌导致的断奶仔猪腹泻。在本研究中，通过对猪天然宿主防御肽分子结构和功能关系的解析，创制出由pH响应基序、靶向识别基序、自组装核心基序和亲水单元构成的饲用免疫调节肽。该饲用免疫调节肽在生理条件下自组装为纤维形态，并通过对体内pH值的响应，在病原菌生物被膜区域转变为具有杀伤效应的粒子形态，显著增强对生物被膜的穿透能力，并能够在生物被膜中发挥长期杀菌作用，从而实现了免疫调节肽对动物体内病原菌的靶向和高效攻击，特别是针对性的克服了耐药致病菌的生物被膜难题，从而为彻底解决耐药菌导致的断奶仔猪腹泻提供了全新的方向。
饲用免疫调节肽的自组装设计 免疫调节肽穿透生物被膜后，能与致病菌菌膜表面的脂多糖之间发生静电相互作用，从而吸附在细菌膜表面，引起外膜通透性变化和内膜去极化，最终导致菌膜破裂，细菌内容物泄漏。
饲用免疫调节肽的作用机制 该自组装肽有效杀灭了存在于生物被膜内部的细菌，使感染区域的细菌负载量显著降低，感染区域面积减小，并显著降低感染区域中的IL-6和TNF-α水平，有效缓解了耐药菌和生物被膜对组织造成的损伤。以上研究结果表明，通过分子设计的饲用免疫调节肽，在清除生物被膜和耐药菌方面展现出巨大的潜力，可以同时实现对致病菌的靶向和高效杀灭，在无抗绿色养殖畜牧业中展示了良好的应用前景。此外，目前团队已经在免疫调节肽表达和发酵领域取得突破性进展。
饲用免疫调节肽清除断奶仔猪耐药菌生物被膜的效果 全文链接：https://onlinelibrary./doi/10.1002/adma.202210766 |
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来自： 菌心说 > 《三农＋、乡村振兴、菌粮安天下》
