近日，我院董阿力德尔图教授团队在葫芦脲[7]（CB[7]）介导靶向抗菌材料方面取得重要研究进展，相关成果在国际化学权威期刊Nano Today上发表，题目为“Cucurbit[7]uril-achieved supramolecular nanoplatform capable of targeted depletion of specific pathogen for efficient bacterial keratitis therapy.”（论文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1748013224004705?dgcid=coauthor）。论文第一作者为我院博士研究生江明霁，通讯作者为我院青年教师亢静、董阿力德尔图教授、温州医科大学王佰亮教授以及南开大学刘育教授，内蒙古大学为该论文第一完成单位。

细菌性角膜炎（BK）是最常见的眼病之一，易导致基质损伤、角膜穿孔，甚至失明。临床治疗BK的眼药水中包含广谱抗生素，如：林可霉素和左氧氟沙星等。这些抗生素能够清除病原菌的同时杀死有益菌，破坏了菌群平衡，进而影响正常的生理功能。因此，迫切需要开发一种新型抗菌材料来替代抗生素，在不破坏细菌群落平衡的情况下选择性地杀死病原菌。近日，董阿力德尔图教授课题组开发了一种CB[7]介导的靶向超分子纳米颗粒（MPPM⸦CB[7]），通过使用原子转移自由基聚合（ATRP）接枝抗菌季铵盐单体（1-戊基-1-季铵-3-乙烯基-咪唑（PQVI））和大肠杆菌（E. coli）靶向氨基葡萄糖单元（2-甲基丙烯酰胺基-吡喃葡萄糖，MAG）到磁性纳米颗粒（MPPM）上，然后通过主客体作用将PQVI与CB[7]组装形成MPPM⸦CB[7]。MPPM⸦CB[7]对E. coli的靶向性增强，并且在原位添加竞争性金刚烷胺（AD）后，MPPM⸦CB[7]对E. coli具有有效的选择性抗菌性能，同时对益生菌乳球菌（L. lactis）不产生杀菌作用。这种主客体介导的超分子纳米颗粒为治疗眼部疾病提供新策略，并有可能取代抗生素治疗（图1）。

图1. MPPM⸦CB[7]的制备及应用于细菌性角膜炎的治疗。

MPPM的不同组分抗菌实验表明MPPM的抗菌性主要来源于季铵盐PQVI（图2a-b）。靶向抗菌实验验证了MPPM的抗菌活性可以通过MPPM中的MAG对E. coli鞭毛的FimH蛋白特异性识别（图2c-e）。通过活/死染色细菌染色和扫描电镜SEM（图2d-e）观察发现MPPM对过表达FimH蛋白的E. coli（WT-p-fimH）抗菌效果显著高于敲除FimH蛋白的E. coli（∆fimH）和正常表达FimH蛋白的E. coli野生型组（WT）（图2f-g）。CB[7]能够和MPPM的PQVI形成主客体MPPM⸦CB[7]，关闭杀菌功能。在病原菌E. coli和有益菌L. lactis混合环境中，先靶向作用到E. coli周围后，加入AD打开抗菌功能，进而实现靶向杀灭病原菌E. coli而不破坏有益菌L. lactis的性能（图2h-j）。

图2. MPPM⸦CB[7]选择性杀菌实验数据。

体内外细胞毒性实验验证了MPPM⸦CB[7]+AD具有良好的生物相容性，可安全用于生物体内。将MPPM⸦CB[7]+AD用于由E. coli和L.lactis诱导的细菌性角膜炎治疗中，结果表明MPPM⸦CB[7]+AD能够有效促进细菌性角膜炎治疗,不破坏有益菌（图3）。本研究为开发新型抗菌材料替代抗生素，在不破坏细菌群落平衡的情况下特异性杀死病原菌提供了一种安全、有前景的方法。

图3. MPPM⸦CB[7]用于治疗SD大鼠细菌性角膜炎。

该研究受到国家自然科学基金、内蒙古自治区自然科学基金以及内蒙古自治区高等学校科学技术研究项目的支持。

通讯作者简介：

董阿力德尔图，教授，博士生导师。任全国卫生产业企业管理协会抗菌产业分会委员。担任SCI期刊Polym. Polym. Compos.副主编，任SCI期刊Rare Met.青年编委。2021年入选内蒙古自治区“高等学校科技创新团队发展计划”领军人才，2019年入选内蒙古自治区“草原英才”工程，2019年获批内蒙古自治区杰青培育基金项目，2017年入选内蒙古自治区青年创新人才一层次，2017年入选内蒙古自治区新世纪“321人才工程”，2017年荣获内蒙古大学“乌可力优秀青年教师奖”，2017年入选内蒙古大学“国家杰出（优秀）青年科学基金”培育人选。主要从事乳品质量安全控制技术、抗菌技术等方面研究。迄今，主持承担国家自然科学基金项目、内蒙古自治区科技计划项目等科研项目20余项，专利7项，出版学术专著3部，研究成果在Chem. Rev., J. Am. Chem. Soc., Adv. Sci., LWT-Food Sci. Technol., Int. Dairy J.等国际权威期刊上发表SCI论文90余篇，其中最高影响因子IF：:72.087，高被引论文2篇。