抗菌肽抗感染新机制被揭示
抗菌肽抗感染新机制被揭示
近日，中国科学院成都生物研究所研究员李家堂团队联合中国科学院烟台海岸带研究所研究员王义鹏团队开展研究，揭示了硫化氢调控动物源抗菌肽抗感染功能的新机制。相关成果发表在《自然—通讯》上。
抗菌肽是动物先天免疫系统的重要组成部分，相当于抵御病原体入侵的“第一道防线”。长期以来，科学界普遍认为，抗菌肽主要通过破坏细菌细胞膜发挥杀菌作用。硫化氢则是一种重要的气体信号分子，参与炎症调控、氧化应激和免疫应答等多种生理过程，但其是否参与抗菌肽的抗感染作用，此前尚不明确。
研究人员以人源抗菌肽LL-37及其小鼠同源肽CRAMP为模型开展研究。实验发现，这两种抗菌肽均可诱导细菌产生内源性硫化氢，同时抑制细菌增殖。当硫化氢被清除后，抗菌肽的抑菌活性明显减弱。这表明，硫化氢并非抗菌过程中的“旁观者”，而是抗菌肽发挥作用的重要参与者。
进一步研究发现，LL-37能够激活细菌体内硫化氢的生成，进而引起活性氧大量积累，使细菌遭受氧化损伤并最终死亡。研究人员通过基因敲除以及硫化氢、活性氧清除实验，验证了这一作用链条。由此，研究揭示出一条“抗菌肽—3MST—硫化氢—活性氧氧化损伤”的杀菌通路，说明抗菌肽除破坏细胞膜外，还可通过诱导细菌内部发生氧化损伤实现杀菌。
抗菌肽还可以借助硫化氢调节宿主免疫反应。研究发现，LL-37能够激活巨噬细胞中的Akt信号通路，上调半胱氨酸γ-裂解酶表达，促进内源性硫化氢生成，进而抑制TNF-α、IL-6等促炎因子的产生。相关实验表明，“Akt—CSE—硫化氢”通路是LL-37调控宿主炎症反应的重要机制。
在大肠杆菌诱导的腹膜炎小鼠模型中，给予LL-37后，小鼠腹腔和肾脏等组织中的细菌载量明显下降，存活率显著提高；清除硫化氢后，LL-37的抗感染效果则明显减弱，进一步证实了这一机制在动物体内的有效性。
为判断该机制是否具有普遍性，研究人员还选取了来源于哺乳动物、爬行动物和两栖动物的7种代表性抗菌肽进行验证。结果显示，这些抗菌肽均能诱导细菌和巨噬细胞产生内源性硫化氢。这说明，硫化氢参与抗感染可能并非个别抗菌肽特有的现象，而是动物源抗菌肽的一种共性作用模式。
研究人员表示，该成果拓展了人们对抗菌肽作用方式的认识，为深入解析动物先天免疫机制以及开发基于抗菌肽和气体信号分子的新型抗感染策略提供了理论依据。
相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-026-74945-6