深圳先進(jìn)院：成功構(gòu)建穿膜工程噬箘體，為胞內(nèi)菌防治提供治療新思路

　　中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院客座博士研究生趙敏為文章的第一作者，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院研究員馬迎飛和助理研究員譚新與重慶醫(yī)科大學(xué)余加林教授為共同通訊作者。 

　　鼠傷寒沙門氏菌在感染過程中可進(jìn)入宿主細(xì)胞內(nèi)繁殖，造成感染遷延難愈。由于傳統(tǒng)抗生素難以有效進(jìn)入細(xì)胞，達(dá)到有效殺菌濃度；同時(shí)，隨著耐藥細(xì)菌全球流行，臨床上迫切需要一種新的方法來治療由耐藥菌引起的細(xì)胞內(nèi)感染。噬菌體作為細(xì)菌天敵，可用于治療耐藥菌感染，然而其進(jìn)入細(xì)胞的能力有限，極大地限制了其在治療胞內(nèi)菌感染中的應(yīng)用。近年來隨著合成生物學(xué)的發(fā)展，利用基因編輯技術(shù)構(gòu)建穿膜肽（Cell-penetrating peptide，CPP）展示工程噬菌體以殺滅胞內(nèi)菌成為可能。目前，關(guān)于噬菌體展示技術(shù)主要在大腸桿菌相關(guān)模式噬菌體開展。但自然界中噬菌體多樣性極高，研究人員對可修飾的結(jié)構(gòu)蛋白了解甚少及眾多未知功能基因等極大的限制了非模式噬菌體合成生物學(xué)改造的開展。 

　　基于以上背景，團(tuán)隊(duì)通過生物信息學(xué)方法初步篩選到一株具有噬菌體展示潛力的非模式沙門噬菌體selz，并通過Western-Blot及電鏡拍攝進(jìn)一步驗(yàn)證了該噬菌體的GP94結(jié)果蛋白可用于短肽展示（圖1）。通過CRISPR-Cas9技術(shù)進(jìn)行基因編輯，獲得了7種不同穿膜肽展示的工程噬菌體，由于穿膜肽攜帶噬菌體進(jìn)入細(xì)胞受多種因素影響包括噬菌體大小、穿膜肽濃度、細(xì)胞類型等等。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步通過雙層平板測噬菌體滴度實(shí)驗(yàn)及激光共聚焦實(shí)驗(yàn)在不同細(xì)胞類型上進(jìn)行穿膜肽修飾工程噬菌體的穿膜功能篩選，成功篩選到一株可高效進(jìn)入上皮細(xì)胞的工程噬箘體selz_HA-TAT（圖2），進(jìn)一步通過體外細(xì)胞實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了該噬菌體可以用于治療胞內(nèi)沙門氏菌感染，為穿膜肽展示工程噬菌體用于胞內(nèi)菌防治工作提出了治療新思路。 

　　該研究得到了科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中科院先導(dǎo)B、中科院定量工程生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室及深圳合成生物學(xué)創(chuàng)新研究院的資助。