黃蜂毒液大改造 可製新型抗生素
立場新聞 2018/12/10 16:10
黃鋒尾後針，一直都被視為有毒之物，少惹為妙。不過，上周刊於《自然通訊生物學》的研究顯示，被改造的巴西黃蜂 (Polybia paulista) 毒針毒液，可在四日內將受感染的老鼠體內綠膿桿菌 (Pseudomonas aeruginosa) 完全清除。
很多生物，包括人類的免疫系統中，都會使用肽 (peptide) 這種蛋白質組成份子，殺死細菌；很多科學家亦正研究肽以找尋潛在藥物，處理日益嚴重的抗藥性惡菌肆虐問題。
麻省理工學院微生物學家 César de la Fuente 領導的團隊，從巴西黃蜂毒液分離出一種只由 12 個胺基酸組成的短肽 Pol-CP-NH2 ，改變當中胺基酸製造變異體，增加 Pol-CP-NH2 對細菌的破壞，並降低其對人類的毒性。
de la Fuente 指，由於 Pol-CP-NH2 只有 12 個胺基酸，團隊幾可將之全部改造，以了解不同變異的抗菌能力與毒性分別。
與其他抗菌肽一樣， Pol-CP-NH2 相信可透過干擾細菌細胞膜將之殺死，因為 Pol-CP-NH2 有 α 螺旋結構 (alpha-helix) ，這種結構通常與細胞膜有強烈互動關係。
團隊在第一階段研究，改變 Pol-CP-NH2 中的不同胺基酸，測試會否影響原有 α 螺旋結構，同時團隊將這些肽變異體，與 7 株包括綠膿桿菌、金黃葡萄球菌和大腸桿菌的細菌，以及 2 種真菌測試，了解這些變異肽如何與細菌膜互動。最後，再將 Pol-CP-NH2 變異體放進培植碟中的人類胚胎腎細胞，分析其毒性。
在第二階段，團隊將毒性最低與殺菌效能最高的幾種 Pol-CP-NH2 變異體注入受感染老鼠。最終發現，其中一種肽如在高劑量下，可在 4 日內完全殺死老鼠體內的綠膿桿菌。
團隊指，未來會製作更多肽變異體，以找出一種可在較低劑量下仍殺死細菌的「毒液肽」；研究結果相信亦可於其他結構相似的肽測試，加快研發新型抗生素對付抗藥性惡菌。
來源：
Phys.org, Engineers repurpose wasp venom as an antibiotic drug, 7 December 2018
Phys.org, Engineers repurpose wasp venom as an antibiotic drug, 7 December 2018
報告：
Torres, M.D.T., Pedron, C.N., Higashikuni, Y. & et al. (2018). Structure-function-guided exploration of the antimicrobial peptide polybia-CP identifies activity determinants and generates synthetic therapeutic candidates. Nature Communications Biology volume 1, Article number: 221 (2018). DOI: 10.1038/s42003-018-0224-2
Torres, M.D.T., Pedron, C.N., Higashikuni, Y. & et al. (2018). Structure-function-guided exploration of the antimicrobial peptide polybia-CP identifies activity determinants and generates synthetic therapeutic candidates. Nature Communications Biology volume 1, Article number: 221 (2018). DOI: 10.1038/s42003-018-0224-2
文／Alan Chiu 、審核／Edward Ho