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我校为解决细菌耐药性难题提供新思路

核心提示: 近日,我校韩鹤友教授带领的化学生物学团队在细菌耐药性研究方面获得重要进展,相关成果发表在国际期刊《Advanced Functional Materials》,题为《pH-Responsive, Light-Triggered on-Demand Antibiotic Release from Functional Metal–Organic Framework for Bacterial Infection Combination Therapy》。

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南湖网讯(通讯员 宋智勇)近日,我校韩鹤友教授带领的化学生物学团队在细菌耐药性研究方面获得重要进展,相关成果发表在学术期刊Advanced Functional Materials,题为pH-Responsive, Light-Triggered on-Demand Antibiotic Release from Functional Metal–Organic Framework for Bacterial Infection Combination Therapy。论文第一作者为理学院青年教师宋智勇博士和硕士研究生吴阳,韩鹤友教授为通讯作者。

我国是抗生素生产大国,也是抗生素使用大国,但抗生素的过度使用导致细菌对药物产生了耐药性,甚至出现了超级细菌。为应对这一挑战,细菌耐药性的相关研究已成为多学科交叉研究的热点,如开发具有新的靶点和新的作用机制的抗生素、提高现有抗菌剂治疗效率的药物剂型等等。纳米材料可抑菌增效并显著提高药物的杀菌效率,为解决细菌耐药性问题提供了新的路径。

韩鹤友教授团队巧妙利用光触发和酸响应等策略,将光响应的2-硝基苯甲醛(o-NBA)、有机锌框架材料(ZIF-8)和抗菌药物利福平混合,采用一锅法合成制备了具有多种功能的有机锌框架复合材料(RFP&o-NBA@ZIF-8)。

药物分子结构模拟和计算结果表明,框架内药物分子的内径约为1.79纳米,框架的孔径约为1.16纳米,确保了药物分子能够有效负载于框架材料内而不发生渗漏。实验选取两种常规细菌(大肠杆菌和金黄色葡萄球菌)以及两种耐药性细菌(耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌和耐氨苄青霉素的大肠杆菌)为模式菌株,利用光“门控”手段,通过特定波长的光刺激(UV-365 nm),实现了药物分子可控释放及有机框架材料的可控降解,体外实验结果展示出高效的杀菌能力:耐氨苄青霉素的大肠杆菌为98.57%,耐甲氧西林的金黄色葡萄球为98.92%。在构建了耐药性细菌表皮感染活体小鼠模型,给药处理后,伤口和血液中的载菌量以及伤口组织的病理切片结果显示:该体系能够有效的清除伤口和血液中耐药性细菌(伤口为97.62%,血液为96.07%),同时促进了伤口愈合,实现了光触发、pH响应的药物可控释放以及药物和Zn2+协同联合治疗。此研究结果为解决细菌耐药性难题提供了一个新的思路。 

上述研究成果获得国家自然科学基金及校自主创新项目资助。

论文链接: https://doi.org/10.1002/adfm.201800011

责任编辑:杨晨芷
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