浙江
经过改造的蛙源肽可能成为强大的新抗生素，在早期测试中对抗耐药细菌显示出强劲的效果。青蛙已经繁衍生息了数亿年，适应了从热带雨林到亚北极林地的各种环境。在进化过程中，它们已经形成了一系列强大的防御机制，可以抵御潮湿栖息地中滋生的多种细菌，包括之前未报道过的抗生素化合物。这些天然抗生素的变体有朝一日可以帮助人类抵御耐药性病原体的侵害。
青蛙体内抗生素的艺术表现。图片来源：Jianing “Jenny” Bai
在《生物技术趋势》（Cell Press）的一篇新论文中，宾夕法尼亚大学工程与应用科学学院（Penn Engineering）生物工程、化学与生物分子工程副教授、佩雷尔曼医学院（PSOM）精神病学和微生物学副教授、艺术与科学学院化学副教授塞萨尔·德拉富恩特 Cesar de la Fuente 描述了从南亚常见的一种青蛙的分泌物中提取合成肽（一类抗生素）的过程。
这篇论文以德拉富恩特实验室先前的研究为基础，该实验室曾在一系列意想不到的地方发现了新型抗生素：包括猛犸象在内的已灭绝生物的DNA ；尼安德特人的 DNA；以及人类肠道微生物群。
“每项研究的动机都是想象进化会刺激抗生素产生的环境”，de la Fuente 说。“两栖动物生活在微生物丰富的环境中。尽管周围都是微生物，但它们很少受到感染，因此它们必须产生抗菌化合物。”
de la Fuente 的实验室在青蛙分泌物中发现了一种新型抗生素。图片来源：凯文·蒙科
2012年，中国研究人员发现，安德森青蛙（Odorrana andersonii）能分泌一种具有抗菌活性的肽，被命名为安德森宁-D1。安德森青蛙是一种青蛙，由一位比利时博物学家于19世纪末首次描述，因其独特的气味而得名。
然而，这种肽容易结块，增加了产生毒副作用的可能性，并降低了其抗菌功效，因此不适合临床使用。
在新论文中，de la Fuente 和他的合著者展示了如何通过“结构引导设计”（一种对肽的化学结构进行微小改变的过程）产生多种抗生素候选物，而没有未修饰肽的缺点。
“通过结构引导设计，我们可以改变分子的序列，”de la Fuente 实验室的研究员兼论文合著者 Marcelo Torres 说，“然后我们就能知道这些突变如何影响我们试图改进的功能。”
经过两轮结构引导设计后，研究人员随后测试了合成肽对一系列细菌的作用。在临床前模型中，研究小组发现，新化合物在针对有害细菌方面与多粘菌素 B 等最后一线抗生素一样有效，而不会影响人体细胞或有益肠道细菌。
研究人员不仅在单一培养物中开发和测试了他们的肽，还在更复杂的细菌群落中测试了它们，这使得他们能够在更真实的微生物环境中测量其效果。“这些实验很难进行，因为你需要同时培养不同的细菌，”de la Fuente 说。“我们必须确定每种细菌的具体比例，才能形成一个持续的群落。”
如果额外的临床前测试进展顺利，研究人员将提交这些肽进行所谓的新药临床试验（IND）研究，这是向美国食品和药物管理局申请批准之前的最后一步，此时这些药物可以进行临床试验。
de la Fuente 强调了大自然在医学创新方面的巨大潜力。“我们很高兴青蛙——以及大自然——能够启发出可以开发成抗生素的新分子，”他说。“得益于工程的力量，我们可以利用这些天然分子，将它们变成对人类更有用的东西。”
编译自/ScitechDaily
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