蝎毒多肽ctr抗菌及抗肿瘤机制的研究

抗生素滥用导致的多药耐药菌感染已成为临床医学领域的重大难题。而抗菌肽(AMPs)相比传统抗生素而言具有全新的抗菌机制,有望成为一种新型的抗菌和抗肿瘤药物。在本课题中,我们通过固相合成得到一种蝎毒来源抗菌肽CTR。通过抑菌圈分析和最小抑菌浓度测定来检测其抑菌活性,并通过杀菌动力学分析和扫描电镜观察研究其杀菌机制。实验结果表明CTR有很强的杀菌能力,作用于铜绿假单胞菌的最小抑菌浓度为2.93μg/mL,作用于大肠杆菌的最小抑菌浓度为11.72μg/mL。之后,我们对正常细胞和肿瘤细胞进行细胞毒性检测,并结合溶血实验来初步探究CTR的抗肿瘤活性。
目录
引言 3
1 材料与方法 5
1.1 材料 5
1.1.1 主要试剂 5
1.1.2 受试细菌及细胞株 5
1.1.3 主要仪器 5
1.2 方法 5
1.2.1 CTR序列的测定与分析 5
1.2.2 CTR溶液的配制 5
1.2.3 溶血试验 5
1.2.4 抑菌圈分析 5
1.2.5 最小抑菌浓度(MIC)测定 6
1.2.6 杀菌动力学实验 6
1.2.7 扫描电镜观察 6
1.2.8 细胞的复苏与传代 6
1.2.9 MTT法检测细胞毒性 7
2 结果与分析 7
2.1 序列分析 7
2.1.1 一级序列分析 7
2.1.2 二级结构分析 7
2.2 蝎毒合成多肽CTR的抑菌活性 8
2.2.1 抑菌圈分析 8
2.2.2 最小抑菌浓度(MIC)测定 9
2.2.3 杀菌动力学实验 10
2.2.4 扫描电镜观察 11
2.3 CTR对正常细胞及肿瘤细胞毒性检测 12
2.4 CTR的溶血活性检测 12
3 讨论 12
3.1 蝎毒抗菌肽的抗菌活性 12
3.2 蝎毒抗菌肽的细胞毒性 13
致谢 15
参考文献: 16
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的研究
引言
引言
细菌性疾病一直困扰人类,而由于全球抗生素药物的滥用,越来越多的细菌可能发展成为对传统抗生素耐药的菌株。目前,所有的常规抗生素都出现了相应的抗药性致病株系,如鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌等。致病菌的抗药性问题已经日益严重地威胁着人们的健康,医药研究人员也在迫切寻求具有全新抗菌机制的抗生素替代品。抗菌肽(antimicrobial peptides,AMPs,又名抗微生物肽)是一种与抗生素相似的对外源病菌具有高效杀灭活性的肽类物质,具有很高的抗菌活性,抗菌谱较广,种类较多,并且其作用靶菌株不易产生抗性突变,这些都为抗菌肽的临床应用带来了很大的优势。因而抗菌肽已倍受人们关注,成为生物医药学科的研究热点。
目前已在多种细菌、昆虫、植物、脊椎动物和哺乳动物中,发现了超过 1500多种天然来源的抗菌肽。在细菌中已发现杆菌肽、短杆菌肽S、多粘菌素E和乳链菌肽等四种类型抗菌肽,其中乳链菌肽有预防牛的乳房炎的作用[1]。植物源抗菌肽通常被称为植物防御素,主要有thionins、displayhevein、plant defensins、lipoidtransfer proteins、IbAMP、knottinlike、molting hormone 和MBP1 等八个家族,硫堇蛋白是最早从植物中分离出来的抗菌肽,普遍存在于植物的种子和叶及根的表皮细胞中[2]。动物源抗菌肽则广泛存在于节肢类、两栖爬行类及哺乳类动物体内[3]。哺乳动物抗菌肽主要存在于中性粒细胞、粘膜及皮肤等,其中防御素(如α、β及θ防御素)是哺乳动物中研究最多的一类抗菌肽[4]。王艳等针对上述各种性质来源,对截至2013年4月NCBI上所有的哺乳动物抗菌肽进行了详细的分类,并对其氨基酸的理化性质、平均疏水性、跨膜结构及亚细胞定位等特征进行了深入的预测及分析[5]。
在抗菌肽的几种抗菌作用机制模型中,研究比较深入的有毯式模型(The Carpet model)、桶板模型(The barrelstave model)、环孔模型(The toroidal pore)等[6,7]。另外,分子电穿孔模型[8](The molecular electroporation model)和脂筏模型[9](The sinking raft model)对解释抗菌肽的膜破坏机制也很重要[10]。这些模型基本表明,抗菌肽可以通过增加细菌细胞膜的通透性,使得大量细胞内容物外泄,最终导致细菌细胞的死亡。另外,一些实验结果表明,抗菌肽可能存在其它的抗菌机制,比如抑制某些必需酶的活性、抑制核酸及细胞壁的合成以及抑制蛋白质与核酸的结合等[11]。
当前困扰医学界的不仅仅是抗生素滥用造成的抗药性问题,更大的难题是癌症久久攻克不下。而近年来,一些对肿瘤细胞具有明显的抑制作用而对正常细胞和免疫系统没有破坏作用的抗菌肽得以发现。抗菌肽以其独特的选择毒性作用和其不具免疫原性引起了人们的广泛兴趣,通过提高其稳定性、降低蛋白酶和蛋白质浆液对抗癌抗菌肽的抑制作用、减少人体对抗癌抗菌肽的免疫力以及增加癌症细胞对抗癌抗菌肽的靶向识别等方式对抗菌肽进行修饰和设计,抗菌肽完全有可能成为新一代低毒高效的抗癌药物,为癌症治疗带来曙光。
蝎子是地球上分部较为广泛的最古老物种之一,其具有通络止痛、攻毒散结的作用,作为动物性中药在中国应用已有近千年的历史。蝎毒是存在于蝎尾腺内的一类具有多种生物活性的蛋白质或多肽混合物,是药用蝎的主要活性成分。国内外多名学者提取蝎毒的不同组分,研究证明其具有广泛的抗菌活性和抗肿瘤活性,对革兰氏阳性和阴性细菌有良好的杀灭作用,对胃癌、肝癌、食管癌细胞的生长均有抑制作用。

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