抗菌肽（AMPs）由于其快速作用，广谱活性和不易产生耐药性而在最近引起了极大的关注。然而，抗菌肽在治疗胞内病原体感染中的成功应用仍然是一个挑战，因为它们被细胞摄取的效率很低。

  近日，香港中文大学Michael K. Chan教授团队报道了在苏云金芽孢杆菌中形成的亚微米大小的Cry3Aa蛋白质晶体颗粒可以作为药物载体靶向递送抗菌肽至巨噬细胞中用于治疗胞内的利什曼原虫感染。研究人员首先发现这些天然的Cry3Aa蛋白晶体颗粒能够特异性地被巨噬细胞快速摄取（图1）。之后，研究人员选取了一种具有抗利什曼原虫活性的dermaseptin S1 （DS1）作为模式抗菌肽。得益于Cry3Aa蛋白晶体内部大量暴露的带负电的氨基酸残基 （图1），带正电的抗菌肽能够很容易地被包封到Cry3Aa蛋白晶体中 （Cry3Aa-DS1）。实验表明，Cry3Aa蛋白晶体有效促进了DS1的细胞摄取及其在巨噬细胞溶酶体中的聚集（图2）。

图1. （A）Cry3Aa蛋白结构显示大量表面暴露的谷氨酸和天冬氨酸残基（红色）以及它们在晶体内部形成的负电通道。（B）Cry3Aa蛋白晶体的巨噬细胞特异性摄取。

图2. Cry3Aa蛋白晶体介导的抗菌肽DS1的胞内递送和溶酶体聚集。

  体外功能实验表明Cry3Aa蛋白晶体介导的DS1抗菌肽的胞内递释可以有效地杀死原代巨噬细胞内的病原虫（图3）。随后，研究人员进一步在皮肤利什曼原虫小鼠感染模型中评估了该系统的效率。结果表明，装载了DS1抗菌肽的Cry3Aa蛋白晶体可以明显减缓感染的进程（图3）。另外，体外溶血实验以及小鼠毒性实验均表明，该Cry3Aa蛋白晶体没有明显的溶血活性和体内毒性。

图3.（A）L.amazonesis 和 (B) L.donovani病原虫感染的小鼠原代巨噬细胞中的抗胞内利什曼原虫活性。（C）和（D） 小鼠感染模型显示Cry3Aa-DS1的体内抗利什曼原虫活性。

  该工作是首次将天然Cry蛋白晶体作为药物载体用于抗菌肽的胞内递送。该新型递释系统具有巨噬细胞特异性，良好的生物相容性和高抗菌肽亲和性等特点，为抗菌肽在治疗巨噬细胞内病原体感染方面提供了新的可能。相关结果已于近期以“Targeted delivery of antimicrobial peptide by Cry protein crystal to treat intramacrophage infection“为题发表于《Biomaterials》杂志。

  文章第一作者为香港中文大学生命科学学院以及新型生物材料研究中心的博士生杨藻锋，通讯作者为Marianne Lee研究员和Michael K. Chan教授。该工作得到了香港理工大学周铭祥教授的大力支持。该工作受香港研究资助局卓越学科领域计划，香港中文大学以及香港理工大学的资金支持。

  文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961219303850