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抗菌肽應用研究進(jìn)展

時(shí)間：2021-11-04 瀏覽：3639次
詳細說(shuō)明

抗菌肽具有多種生物學(xué)活性，如抑菌、殺菌、抗病毒、抗炎、提高免疫力、維持腸道菌群平衡、提高腸道有益菌含量，抗菌肽在促進(jìn)動(dòng)物生長(cháng)和生產(chǎn)性能等方面也起到積極的作用。但是，目前對抗菌肽的了解和研究還比較少。本文通過(guò)對抗菌肽的應用研究進(jìn)行總結簡(jiǎn)述，以期促進(jìn)抗菌肽在醫療和畜牧生產(chǎn)等方面的應用研究。

關(guān)鍵詞
抗菌肽;抑菌；免疫力；抗病毒；促生長(cháng)       
抗菌肽（AMPs）知多少
抗菌肽(Antimicrobial Peptides，AMPs) 又稱(chēng)宿主防御肽，廣泛地存在于生物界，是機體先天免疫系統的重要組成成分，構成宿主防御病原微生物入侵的第一道屏障。這類(lèi)活性多肽多數具有強耐酸堿性、熱穩定性以及廣譜抗菌等特點(diǎn)。1980年，瑞典科學(xué)家G.Boman等人發(fā)現了世界上第一個(gè)抗菌肽，定名為Cecropins。自從抗生素被發(fā)現以來(lái)，其對人類(lèi)及動(dòng)物的健康起到了重要的作用，對動(dòng)物的生產(chǎn)及生長(cháng)起到了重要的促進(jìn)作用，但是，由于其耐藥性、殘留等問(wèn)題越來(lái)越突出，越來(lái)越多的國家和地區都逐步實(shí)現了在動(dòng)物飼料中禁止添加抗生素，同時(shí)不斷規范臨床抗生素的使用。近些年來(lái)，新的醫用藥物以及動(dòng)物飼料中替代抗生素物質(zhì)的研究成為人們關(guān)注和研究的熱點(diǎn)，抗菌肽在醫藥、動(dòng)物生產(chǎn)中的應用研究也越來(lái)越多。

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Part.1
抗菌肽對有害菌的抗菌抑菌活性

一些學(xué)者研究表明，腸桿菌肽對革蘭氏陰性菌具有良好的抑制作用。通過(guò)體外抑菌試驗發(fā)現，腸桿菌肽對大腸桿菌和沙門(mén)氏菌具有良好的抑制作用，其MIC分別均為64μg/ml，且對大腸桿菌和沙門(mén)氏菌的抑制作用優(yōu)于土霉素鈣。在仔豬日糧中添加腸桿菌肽，仔豬腹瀉率顯著(zhù)下降，糞便中大腸桿菌和沙門(mén)氏菌含量均顯著(zhù)降低，這充分說(shuō)明腸桿菌肽具有良好的抑菌殺菌作用。Lopez等通過(guò)體內和體外試驗發(fā)現，腸桿菌肽能有效抑制沙門(mén)氏菌?？咕?/span>ET12 是一個(gè)小分子肽，由12個(gè)氨基酸殘基組成，其對革蘭氏陽(yáng)性菌，特別是表皮葡萄球菌具有良好的抑制作用，其MIC值在16μg/mL 以下。田卓等通過(guò)對抗菌肽(I1WL5W)的研究發(fā)現，I1WL5W可以與創(chuàng )傷弧菌膜結合，具有膜去極化活性，從而快速、高效誘導其死亡。斑馬魚(yú)和石斑魚(yú)感染弧菌后，用epinecidin-1進(jìn)行治療，能顯著(zhù)提高這兩種魚(yú)的存活率。用抗菌肽Hepcidin治療感染弧菌的小鼠，能顯著(zhù)提高小鼠的存活率。在肉雞日糧中添加抗菌肽Sublancin，能顯著(zhù)降低肉雞盲腸中大腸桿菌數量。仔豬日糧中添加腸桿菌肽，能顯著(zhù)降低腸道中大腸桿菌的數量。通過(guò)基因重組，乳酸乳球菌能在胞外表達PinF抗菌肽，通過(guò)篩選，測序鑒定后，用離心的上清液對金黃色葡萄球菌進(jìn)行體外抑菌試驗，結果表明，PinF抗菌肽對金黃色葡萄球菌具有良好的抑制作用。用維氏氣單胞菌對錦鯉進(jìn)行攻毒，分別飼喂含抗菌肽和不含抗菌肽日糧，結果發(fā)現，飼喂抗菌肽的錦鯉累積死亡率顯著(zhù)低于不飼喂抗菌肽的錦鯉。

值得一提的是，抗菌肽對細菌的生物被膜的抑制作用近年得到關(guān)注。生物被膜（Biofilm）是很多種的細菌在繁殖中形成的一種膜樣保護性結構，既可增強細菌對環(huán)境的耐受性，更重要的是增加了細菌對藥物的耐受性?，F已發(fā)現，很多耐藥性的產(chǎn)生和生物被膜有直接的關(guān)系。因抗菌肽的主要作用機制是作用于膜結構，因此人們將抗生物被膜作為抗菌肽的作用之一。鏈球菌（SS2）是常見(jiàn)的一種致病菌，對動(dòng)物生產(chǎn)造成嚴重的影響，研究表明，抗菌肽能通過(guò)降低SS2生物被膜的代謝活性，抑制其生物被膜合成胞外多糖，降低其生物被膜基因的轉錄水平，從而抑制SS2以及抑制炎性因子的釋放。無(wú)乳鏈球菌是一種革蘭氏陽(yáng)性菌，該菌能導致動(dòng)物敗血癥及腦膜炎，具有較高的致死率。通過(guò)體外試驗發(fā)現，抗菌肽NZ2114能使無(wú)乳鏈球菌的生物膜厚度顯著(zhù)變薄，導致其皺縮及破裂，從而高效殺滅無(wú)乳鏈球菌。


Part.2  抗菌肽對動(dòng)物的促生長(cháng)作用

大量的研究表明，抗菌肽在動(dòng)物生長(cháng)方面起到明顯的促進(jìn)作用，能達到甚至超過(guò)抗生素對動(dòng)物的促生長(cháng)作用。在肉雞日糧中添加抗菌肽Sublancin，飼料轉化率及日增重均有明顯提高，粗蛋白表觀(guān)代謝率及氮沉積率明顯升高，并且與抗生素的促生長(cháng)作用無(wú)顯著(zhù)差異。劉又銘等在仔豬日糧中添加抗菌肽CJH，結果表明，抗菌肽CJH能緩解脂多糖對仔豬消化道的不利影響，提高粗脂肪和粗蛋白的利用率。徐帆等研究表明，與對照組相比，在仔豬日糧中添加抗菌肽能顯著(zhù)提高仔豬日增重，降低料重比。熊海濤等在仔豬日糧中添加腸桿菌肽，結果發(fā)現仔豬平均日增重顯著(zhù)提高，料重比顯著(zhù)降低。 仔豬日糧中添加天蠶素也對仔豬的平均日增重起到顯著(zhù)提高的作用，料重比顯著(zhù)下降。陳香等在仔豬日糧中添加天蠶素，仔豬生長(cháng)性能顯著(zhù)提高，且效果優(yōu)于抗生素。蛋雞日糧中添加抗菌肽能顯著(zhù)提高產(chǎn)蛋率，提高蛋殼強度，促進(jìn)氮的消化利用率，與周芬等研究抗菌肽對蛋雞產(chǎn)蛋性能及相關(guān)指標的影響結果一致。
Part.3  抗菌肽對機體免疫作用的影響

抗菌肽對機體的免疫功能起到促進(jìn)作用。通過(guò)在仔豬日糧中添加抗菌肽，仔豬胸腺和脾臟指數得到顯著(zhù)提高。袁威等研究表明，在仔豬日糧中添加復合抗菌肽能提高斷奶仔豬血清中IL-2、IL-4、IL-6、IFN-γ和TNF-α的含量，且效果優(yōu)于黃芪多糖。張曉雅等通過(guò)對小鼠灌服抗菌肽Sublancin來(lái)研究抗菌肽Sublancin對小鼠免疫功能的影響。結果發(fā)現，抗菌肽Sublancin可以誘導Th1和Th2產(chǎn)生免疫反應，從而增強細胞和體液免疫功能。黃芪多糖具有良好的提高機體免疫力的作用，通過(guò)研究發(fā)現，抗菌肽Sublancin 在緩解環(huán)磷酰胺誘導的小鼠的免疫抑制方面優(yōu)于黃芪多糖。研究還發(fā)現，人工合成抗菌肽KLKLLLLLKLK可以提高OVA抗原遞呈到單核-巨噬細胞系P388D 1。在飼料中添加天蠶素能提高血清中免疫球蛋白的含量，從而提高雜交鱘的非特異性免疫能力，王自蕊等研究也發(fā)現，在飼料中添加天蠶素能提高湘云鯽的非特異性免疫能力。在蛋雞日糧中添加天蠶素研究發(fā)現，天蠶素能顯著(zhù)提高十二指腸、空腸及回腸杯狀細胞數量，顯著(zhù)改善小腸粘膜上皮細胞形態(tài)?？咕?span style="margin: 0px; padding: 0px; outline: 0px; max-width: 100%; box-sizing: border-box !important; overflow-wrap: break-word !important; font-family: Calibri;">hepcidin 能夠提高炎性細胞因子NF-κB的活性。肉雞日糧中添加抗菌肽，血清中IgA 和IgG均顯著(zhù)提高。仔豬日糧中添加腸桿菌肽，能顯著(zhù)提高血清中球蛋GLB和IgG的含量，且效果優(yōu)于硫酸黏菌素。在山羊日糧中添加復合抗菌肽，山羊血清中免疫球蛋白、細胞因子及補體含量均顯著(zhù)提高，外周血淋巴細胞及紅細胞免疫粘附功能也顯著(zhù)提高。
Part.4  抗菌肽對有益菌的生長(cháng)和維持作用

抗菌肽對有害菌能起到抑制和殺滅作用，但是研究發(fā)現，抗菌肽對機體內的有益菌卻能起到促進(jìn)作用。在青腳麻雞日糧中添加抗菌肽，腸道內乳酸桿菌含量顯著(zhù)提高。翟少偉等研究表明，飼料中添加抗菌肽Surfacin能顯著(zhù)提高羅非魚(yú)腸道乳酸桿菌的數量。天蠶素在抑制大腸桿菌與沙門(mén)氏菌等有害菌的同時(shí)，能顯著(zhù)提高乳酸菌的數量，改善腸道粘膜形態(tài)。在仔豬日糧中添加復合抗菌肽，腸道中大腸桿菌數量顯著(zhù)降低，然而乳酸桿菌的數量極顯著(zhù)提高，且抗菌肽效果優(yōu)于黃芪多糖。
Part.5 抗菌肽的抗病毒作用

抗菌肽對防治病毒病也具有明顯的作用。在仔豬日糧中添加天蠶素，仔豬血清中豬瘟抗體阻斷率、陽(yáng)性率及合格率均顯著(zhù)提高，分別高于對照117.53%、499.88%和30%。通過(guò)體外試驗發(fā)現，家蠅抗菌肽MAF-1A能直接破壞甲型流感病毒（IAV）結構，且能通過(guò)與血凝素HA1亞基結合，抑制神經(jīng)氨酸酶的活性，從而阻止IAV的感染。通過(guò)白斑綜合征病毒攻毒試驗發(fā)現，在日糧中添加家蠅抗菌肽，凡納濱對蝦成活率顯著(zhù)高于對照組，結果表明家蠅抗菌肽能顯著(zhù)提高凡納濱對蝦對白斑綜合征病毒的抵抗能力。
Part.6  抗菌肽在抗癌、抗腫瘤中的作用

癌癥目前仍然是威脅人類(lèi)健康最重要的因素之一，隨著(zhù)抗菌肽在醫藥上的研究越來(lái)越深入，發(fā)現很多抗菌肽對腫瘤細胞具有明顯的抑制作用。
抗菌肽LL-37是人體內發(fā)現的一種Cathelicidin類(lèi)抗菌肽，擁有雙親性α螺旋結構，具有殺滅細菌、提高機體免疫、抗癌等作用。歐宏宇等研究發(fā)現，抗菌肽LL-37通過(guò)激活P53信號通路誘導胃癌AGS細胞凋亡，抑制胃癌AGS細胞增殖，提高了癌細胞的凋亡率。利用抗菌肽LL-37對模型結腸癌小鼠進(jìn)行治療，結果發(fā)現，腫瘤質(zhì)量和體積均顯著(zhù)降低，抑瘤率顯著(zhù)提高。韓艷非等研究發(fā)現，抗菌肽LL-37能通過(guò)上調促凋亡因子Bax、下調抗凋亡因子Bcl-2誘導腫瘤細胞凋亡，從而抑制乳腺癌MCF-7的增殖。隨著(zhù)抗菌肽LL-37濃度的增加，口腔鱗癌細胞凋亡率逐漸增加，細胞侵襲能力明顯減弱并且能抑制其分泌TNF-a、IL-6、IL-8。通過(guò)體外培養的方法研究發(fā)現，天蠶素A-爪蟾素2雜合肽可以使人類(lèi)乳腺癌細胞的細胞膜發(fā)生去極化現象，細胞膜通透性發(fā)生改變，從而導致細胞死亡。
Part.7  展望
抗菌肽是最具有潛力的替代抗生素的物質(zhì)。而且，抗菌肽在抗病毒、抗癌、促進(jìn)動(dòng)物生長(cháng)、保健等領(lǐng)域也已展現出明顯的效果，但是，目前，人們對抗菌肽的研究和了解還比較少，隨著(zhù)對抗菌肽研究的深入，在不遠的將來(lái)，抗菌肽一定會(huì )在推動(dòng)醫藥、食品、畜牧業(yè)等領(lǐng)域的發(fā)展起到重要的積極的作用。
撰稿人：文開(kāi)新  


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