華人學者：追捕致命細菌的“彈頭”分子

　　科學家們一直都在尋找能夠殺滅病原菌而不傷害人體健康細胞的抗生素，對于這項工作來說，如何靶定致命的耐藥菌，是一個嚴峻的挑戰。目前，美國波士頓學院的一組化學家開發出了一種新的方法，使用一個“彈頭”分子，靶定致命細菌表面的一對脂質來攻擊細菌，而不會傷害人體健康細胞，相關研究結果發表在三月十二日的《自然通訊》（Nature Communications）。

　　本研究通訊作者是波士頓學院化學副教授高健民（Jianmin Gao）。高建民博士于1994年考入中國科學技術大學少年班，后轉至高分子科學與工程系學習，1998年獲得郭沫若獎學金，1999年獲得學士學位。后赴美國斯坦福大學深造，2001年至2004年連續四年獲得斯坦福大學研究生獎學金，2004年獲得博士學位。2004年至2006年在美國化學界最為知名的Scripps研究所從事博士后研究，現為波士頓學院學院化學系助理教授。高博士指出，這種新策略要求研究人員開發一種新型的“彈頭”分子，該分子能夠選擇性地靶定細菌，克服干擾其與病原體結合的生物學條件，并避開人體健康細胞。

　　高博士說，他們研究小組為脂質共價化學中所存在的這些挑戰找到了答案。他說：“與其他集中于分子間電荷-電荷吸引力的研究工作相比，我們使用了一種完全不同的機制來靶定細菌細胞。我們的方法利用脂質共價化學——脂質與合成分子相互作用，根據新形成的共價鍵，構成新的化學結構。”

　　對傳統抗生素有耐藥性的病原菌，對公眾健康造成了日益嚴重的威脅。藥物化學研究人員，特別是那些尋求開發新抗生素的研究人員，在不斷尋找新的方法，來識別細菌病原體，并將其與人體宿主細胞區分開來。

　　高博士說，已知細菌細胞在其膜中具有一組不同的脂類。之前的研究都集中在，使用帶正電荷的多肽來靶定細菌細胞表面帶負電荷的脂質。該方法獲得的成功有限，因為所攻擊的分子和細菌之間的電荷吸引力，容易被存在的鹽和其他分子削弱。

　　研究人員開發了一種新型的非天然氨基酸，作為一個合適的“分子”彈頭，來靶定病原菌。高博士和他的研究小組發送這個彈頭分子，讓其追趕細菌脂質分子（被稱為胺呈現脂質amine-presenting lipids）——特別是磷脂酰乙醇胺（PE）和磷脂酰甘油（Lys-PG），它們可選擇性衍生形式iminoboronates——一個共價鍵形成過程，可允許細菌細胞的選擇性識別和標記。

　　此外，高博士說，由于哺乳動物細胞的表面缺乏胺呈現脂質，因此，他們能夠以高度選擇性尋找并標記細菌細胞。而且，在生理條件下iminoboronate的形成是可以逆轉的，從而使這種新的方法高度可控，并使得彈頭分子在沒有到達目標時能夠進行自我糾正。

　　高博士說，大量的細菌物種在其表面都具有PE和Lys-PG，使得這種共價標記策略可適用于細菌感染的診斷和抗生素療法的傳遞。

　　高博士說：“從短期來看，我們希望這一工作將激勵其他研究人員考慮利用共價化學來研究生物系統。在未來，我們興奮的是，探索這種化學方法用于細菌感染成像的可能性。我們也正努力，將我們目前的研究結果用于有效抗生素到細菌細胞的靶向傳遞。”