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2025年4月,重庆市药物种植研究所药用植物外囊泡联合实验室团队石功名博士与中国科学院重庆绿色智能技术研究院、深圳湾实验室等单位进行合作研究,在国际权威期刊《Journal of Controlled Release》(中科院一区,TOP期刊)发表题为《Pathogen-targeting biomineralized bacterial outer membrane vesicles for eradicating both intracellular and extracellular Staphylococcus aureus》的研究性论文。
金黄色葡萄球菌(S. aureus)是一种兼性胞内菌,可侵入多种吞噬和非吞噬细胞,并且能在细胞内复制繁殖,引起慢性感染和耐药。因此,对于金葡菌引起的胞内感染,治疗过程中需考虑同时清除胞外菌和胞内菌。本研究开发了一种金葡菌靶向的仿生矿化铁载体修饰的细菌外膜囊泡(OMV)用于清除细胞内和细胞外的金葡菌。这种药物递送系统以大肠杆菌ΔmsbB突变体来源的OMVs作为载体,通过点击化学反应将异羟肟酸型铁载体偶联在OMVs表面,同时采用仿生矿化策略制备了碳酸钙包裹的铁载体OMVs。经过修饰的OMVs共载抗菌药物溶葡萄球菌酶和莫匹罗星(Lsn-SOMV@CaCO3-Mup),注射给药后经过循环系统靶向到达感染位点,在感染弱酸环境中降解外壳释放外壳中的莫匹罗星清除胞外菌,同时暴露铁载体OMVs(Lsn-SOMV),OMVs易于被感染细胞摄取并特异性识别金葡菌,有效杀灭胞内金葡菌。在细胞以及小鼠感染模型中,Lsn-SOMV@CaCO3-Mup均表现出良好的胞内和胞外抗菌作用,显著提高了抗菌药物治疗胞内感染的效果。并且这种递送系统在体内外均具有较好的生物安全性。综上所述,Lsn-SOMV@CaCO3-Mup递送系统为治疗侵袭性金葡菌感染提供了一种新颖且有前景的策略。
载药仿生矿化铁载体细菌外膜囊泡靶向治疗胞内和胞外金葡菌感染示意图
铁载体修饰的细菌外膜囊泡制备与表征
仿生矿化铁载体OMVs制备与表征
感染细胞特异性摄取仿生矿化铁载体OMVs
仿生矿化铁载体OMVs特异性清除胞内金葡菌
仿生矿化铁载体OMVs在体内同时清除胞内和胞外金葡菌
仿生矿化铁载体OMVs靶向脓肿感染组织
仿生矿化铁载体OMVs有效治疗肌肉脓肿感染
仿生矿化铁载体OMVs具有良好的生物相容性
研究亮点总结:
制备了一种病原菌靶向的仿生矿化铁载体细菌外膜囊泡;
这种工程化细菌外膜囊泡靶向递送莫匹罗星和溶葡萄球菌酶至感染微环境,同时清除细胞胞内和细胞外金葡菌;
通过胞内外全面进攻,显著提高抗菌药物治疗效果,降低耐药性产生。
项目支持
本项目获得国家自然科学基金项目资助
(项目编号:82104074)
联合实验室简介
“重庆药用植物外囊泡联合实验室”:是由重庆市药物种植研究、凯之迪(重庆)医疗科技有限公司、重庆得道健康科技有限公司联合创立的实验室。旨在依托重庆市药物种植研究所丰富的道地中药种植资源与优质科研资源,结合凯之迪(重庆)医疗科技有限公司在植物囊泡/外泌体分离纯化与规模化生产优势,及重庆得道健康科技有限公司搭建的大健康平台实现产品应用,建立全国领先的药用植物囊泡/外泌体研究与应用平台,推动技术创新与产业化发展,为中医药事业和产业高质量发展积极贡献力量。
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