近日，大連理工大學生物工程學院劉田教授團隊在抗菌藥物研發領域取得新進展，研究成果以“篩選和鑒定蟑螂腸道微生物組中的抗菌肽”（Screening and identification of antimicrobial peptides from the gut microbiome of cockroach）為題，發表在國際微生物領域TOP期刊《微生物組》（Microbiome）上。大連理工大學本科生陳思哲及博士后祁惠棠為共同第一作者，大工為第一單位。
隨著抗生素濫用問題的加劇，全球范圍內多重耐藥性微生物的威脅日益嚴重，而新型抗生素的研發進展相對緩慢?？咕模ˋntimicrobial Peptides，AMPs）作為生物體產生的內源性多肽，因其具有高效的抗菌活性且對宿主細胞毒性較低，逐漸被視為潛在的抗生素替代品。然而現有AMPs存在體內穩定性差、活性差以及可能的毒性問題，因此迫切需要開發具有更好穩定性和安全性的高效創新AMPs。
從德國小蠊的腸道微生物組中篩選出低毒廣譜抗菌肽AMP1
德國小蠊攜帶多種致病微生物，但其自身的生長發育卻不受影響，推測其腸道中可能存在穩定性好、生物相容性佳以及高抗菌效力的AMPs。本研究利用開發的AI工具“AMPidentifier”，從德國小蠊的腸道微生物組中篩選候選AMPs分子，并在體內外驗證其活性。結果發現，來自共生微生物Blattabacterium cuenoti的AMP1表現出廣譜抗菌活性，同時對哺乳動物細胞的毒性低，且不具有溶血作用。機制研究表明，AMP1能夠迅速穿透細胞膜并在胞內積累，且能引起細菌細胞膜逐漸去極化，但對膜的完整性影響較小。通過熒光顯微鏡和掃描電鏡觀察發現，AMP1干擾了細菌的二分裂過程，推測AMP1可能通過抑制細菌細胞壁合成來發揮作用。此外，AMP1在小鼠模型中展現出強效的抗菌和傷口愈合作用，其效果與萬古霉素相當。本研究展示了一種從天然生物組織中篩選安全有效AMPs的跨學科方法，且鑒定出的AMP1具有廣闊的臨床應用潛力。
近年來，劉田教授在國家高層次人才特殊支持計劃、國家自然科學基金、國家重點研發計劃等項目的支持下，在農業昆蟲學及新農藥靶標發現領域取得了一系列研究成果。目前團隊主要研究方向是從昆蟲表皮形成的關鍵蛋白入手，研發綠色植保產品、開發應用生物醫藥、尋找生物材料設計新思路及開發生物資源利用新酶。（來源：生物工程學院 編輯：袁冰焱 常思萌）
原文鏈接：https://microbiomejournal.biomedcentral.com/articles/10.1186/s40168-024-01985-9
