资料来源：

细胞出版社

摘要：

科学家们正在计划预防未来超级细胞在与我们目前的抗生素群进行战斗组时占上风。一类新兴的称为AMLPs（抗菌脂肽）的候选药物显示出了希望，并且一项研究解释了其原因：它们通过聚集进入粘着细腻膜的微观球内，有选择性地杀死细菌细胞，同时保留哺乳动物宿主细胞。细胞膜是一个将会缓慢进行变异从而耐药的复杂的结构。

 “对于针对抗生品性的新型抗生素的迫切需要已经成为了一个全球性的医疗问题，”纽约罗切斯特大小写医学中心的资深研究报告作者艾伦·格拉斯费尔德表示。“我们深入了解了作为群组而不是个体的AMLPs是如何能够优化这些作为新一类抗耐药抗生素的分子的发展。”

AMLPs很可能会为传统的抗生素呈现一个很有前景的替代品。过去的研究已经表明，这些合成化合物对于一系列病原体具有有效活性，并且可以消除小鼠体内的感染。此外，AMLPs不容易受到演变阻力，因为它们破坏了微生物细胞膜的结构和功能。为了进化出耐药性，该微生物需要进行许多大的变化来改变构成该膜的混合物。此外，各种嵌在该膜内的临界蛋白依赖于膜目前的脂质组合物，因此将阻碍AMLP功能的膜的变化也将有可能会阻碍细菌自身膜蛋白的功能。

尽管它们具有一定的优势，但是开发适合临床使用的AMLPs的进程由于缺乏在分子级对它们的作用模式的了解而受到了限制。特别是，我们对于AMLPs是否以及如何形成改善它们抗微生物活性的倾向并不清楚。为了解决这个问题，格拉斯费尔德和研究生林德军利用分子动力学模拟和无能量计算研究了AMLPs的趋势是否会聚集成较大的称为胶束的球，从而影响他们粘着膜的能力。

他们计算方法显示，孤立的AMLPs具有强烈地粘着趋势，并且会迅速与他们遇到的第一个任何类型的膜进行粘着，因为粘着任何细菌或是哺乳动物细胞膜在热力学上是比较有利的。相比与哺乳动物的膜，胶束更喜欢粘着细菌膜，部分原因是由于细菌膜具有更高的热力学粘着亲和力。

此外，哺乳动物细胞中的膜组合物具有更高的无能量屏障，而该屏障会干扰药物进入膜的速度和效率，因此粘着细菌膜在动力学方面更为有利。格拉斯费尔德和他的同事们目前利用从这个研究中获得的见解来研究是否有可能提高相关分子的功能。

 “最大的惊喜是，粘着动力学——在本质上，是脂肽进入膜的速度——对于了解它们是如何起作用的至关重要，” 格拉斯费尔德表示。“事实证明，研究药物分子本身是不够的，考虑它是通过自身或是作为群体的一部分来发挥作用的同样也非常重要。胶束会以更快的速度攻击细菌膜，这也解释了为什么它们能够杀死细菌而不会伤害受感染的动物。”

将两者结合，这些新的发现表明，胶束的形成是粘着动力学以及微生物细胞的选择性的一个重要的决定因素。“通过化学修饰的AMLPs来促进它们的聚集从而控制这一过程对于优化它们的效能，以及同时尽量减少对宿主细胞的副作用方面是非常重要的，” 格拉斯费尔德表示。

 “由于AMLPs非常小并且稳定，因此制造、加工和存储它们就比较容易并且廉价，从而令它们适合用于药物的开发，”他补充道。“我们乐观地认为AMLPs最终将作为急需的克服抗生素耐药性的一个选项进入临床使用。”

材料来源：

上述材料转自细胞出版社提供的材料。注：因内容及长度，材料可能进行过再次编辑。

参考资料：

Dejun Lin, Alan Grossfield. Thermodynamics of Micelle Formation and Membrane Fusion Modulate Antimicrobial Lipopeptide Activity. Biophysical Journal, 2015; 109 (4): 750 DOI: 10.1016/j.bpj.2015.07.011