苏大何学文、港中深唐本忠 ACS Nano：可用于靶向识别、成像示踪和高效消除胞内细菌感染的AIE-噬菌体-DNA纳米生物偶联物

点击上方“蓝字” 一键订阅

胞内细菌感染因为其能逃避细胞和机体的免疫清除以及严重的耐药性问题，对人类的生命健康造成了严重的威胁。因此对付胞内细菌感染面临着严峻的挑战。为此，研究人员最近开发了一种基于聚集诱导发光光敏剂以及核酸修饰的多功能活性噬菌体偶联物，此偶联物具有经典的核酸纳米球结构，能够快速地进入哺乳动物细胞，进而特异性地识别胞内感染的细菌，并对其进行荧光点亮标记成像。同时，借助聚集诱导发光光敏剂的优异的光动力活性和噬菌体对宿主细菌本身的侵染性能，可以对细胞内靶标细菌进行高效地协同杀伤，并恢复受感染细胞的活性。这样一种多功能的活性噬菌体偶联物为对付严重的胞内细菌感染提供了一种全新的策略，非常有潜力适用于开发成对抗胞内细菌感染的新型药物，以及胞内细菌感染引起的相关疾病的研究与诊断治疗。

图1 活性噬菌体纳米偶联物用于胞内细菌的特异性靶向标记和协同杀灭的示意图

近期，苏州大学材料与化学化工学部何学文教授团队和香港中文大学（深圳）唐本忠院士团队提出了一种基于聚集诱导发光光敏剂与核酸共同修饰的新型多功能活性噬菌体纳米偶联物(MS2-DNA-AIEgen)用于细胞内细菌成像和消除的新策略。该噬菌体纳米偶联物由聚集诱导发光光敏剂(AIEgen)和DNA序列共同修饰而得，不仅可以特异性地靶向标记胞内的感染细菌，而且在外界白光照射下，激发产生的ROS还可以有效地杀灭胞内细菌并恢复受感染细胞的活性。（图1）。噬菌体作为纳米偶联物的基础，保持了对宿主细菌特异性的靶向识别和标记的能力。将DNA序列共价修饰到噬菌体外壳蛋白的表面，使噬菌体偶联物转化为经典的核酸纳米球结构，从而使其可以快速穿透被感染细胞的细胞膜、在细胞内导航并最终靶向富集到胞内感染的细菌表面。AIEgens具有独特的荧光性质，可以发出明亮的荧光信号。当AIEgens与噬菌体偶联后，可以在噬菌体的引导下，对细胞内细菌进行荧光标记和成像观察。随后，在白光照射下，通过原位产生ROS，高效杀伤胞内细菌，并恢复受感染细胞的活性。此外，对于细菌感染的糖尿病伤口模型，作者观察到噬菌体纳米偶联物也能够获得很好的杀菌与促进伤口愈合的效果，同时也能激发受感染细胞以及体内的免疫活力。（图2）。这些研究结果表明，作者构建的新型多功能MS2-DNA-AIEgen纳米生物偶联物结合了噬菌体的特异性靶向能力、核酸纳米球结构的快速细胞膜穿透能力和AIEgen光敏剂的卓越荧光成像和光动力活性，可协同成像和消灭胞内细菌。该项研究为处理胞内细菌感染提供了一条有效的途径，对胞内细菌感染相关疾病的诊断和治疗具有巨大的潜力。

图2 纳米生物偶联物对感染糖尿病小鼠的体内抗菌效果和创面愈合率评价

该工作以“Aggregation-Induced Emission-Armored Living Bacteriophage-DNA Nanobioconjugates for Targeting, Imaging, and Efficient Elimination of Intracellular Bacterial Infection”为题发表在《ACS Nano》上。文章第一作者是苏州大学材料与化学化工学部张静博士生；通讯作者为苏州大学材料与化学化工学部何学文教授和香港中文大学（深圳）唐本忠教授。

该工作是团队近期关于新型多功能噬菌体偶联物研究的最新进展之一。在之前的研究工作中，作者曾通过共价偶联反应将噬菌体与聚集诱导发光光敏剂(AIEgen)相连，合成了AIEgen—噬菌体生物偶联物(J. Am. Chem. Soc. 2020, 142, 3959−3969)，用于胞外细菌的靶向标记和成像检测以及有害细菌的特异性清除。该研究在此基础上进一步拓展，针对难以解决的细胞内细菌感染问题，构建了一种多功能的基于聚集诱导发光光敏剂以及核酸修饰的噬菌体偶联物，用于细胞内细菌的精准成像与高效杀灭。此工作为对抗胞内细菌感染以及由此引起的相关疾病的研究与诊疗提供了一种全新的思路。

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c09695

相关进展

高分子科技原创文章。欢迎个人转发和分享，刊物或媒体如需转载，请联系邮箱：[e-mail]

诚邀投稿

欢迎专家学者提供稿件（论文、项目介绍、新技术、学术交流、单位新闻、参会信息、招聘招生等）至[e-mail]，并请注明详细联系信息。高分子科技®会及时推送，并同时发布在中国聚合物网上。

欢迎加入微信群 为满足高分子产学研各界同仁的要求，陆续开通了包括高分子专家学者群在内的几十个专项交流群，也包括高分子产业技术、企业家、博士、研究生、媒体期刊会展协会等群，全覆盖高分子产业或领域。目前汇聚了国内外高校科研院所及企业研发中心的上万名顶尖的专家学者、技术人员及企业家。

申请入群，请先加审核微信号PolymerChina（或长按下方二维码），并请一定注明：高分子+姓名+单位+职称（或学位）+领域（或行业），否则不予受理，资格经过审核后入相关专业群。

点

这里“阅读原文”，查看更多