抗菌肽及其修饰纳米银的体外抗痤疮丙酸杆菌活性研究

作     者：刘洪菊 

作者单位：华南理工大学 

学位级别：硕士

导师姓名：任力

授予年度：2023年

学科分类：1007[医学-药学(可授医学、理学学位)] 1006[医学-中西医结合] 100706[医学-药理学] 100602[医学-中西医结合临床] 10[医学] 

主      题：痤疮 抗菌肽 纳米银 羧甲基壳聚糖/海藻酸钠 

摘      要：痤疮,是一种毛囊皮脂腺慢性炎症性疾病,是临床常见的皮肤疾病之一,痤疮丙酸杆菌（***）在炎症性痤疮的发病过程中发挥关键作用。虽然抗生素治疗痤疮感染疗效显著,但同时导致细菌耐药性增强,使得抗生素的应用变得更加谨慎。抗菌肽（Antimicrobial peptides,AMPs）具有高效快速的杀菌作用且不易产生耐药性,作为新一代的抗菌剂具有良好的应用前景。阳离子抗菌短肽HHC36（KRWWKWWRR-NH2）在之前的研究中用于修饰基质材料具有良好的抗菌活性,但是没有对***的抗菌及抗炎作用进行研究。本文探究了HHC36的抗菌抗炎作用,进一步将HHC36与Ag NPs（silver nanoparticles）结合为Ag-H结合物并负载于羧甲基壳聚糖/海藻酸钠（CMCS/SA）水凝胶中,探究了Ag-H2/CMCS/SA水凝胶的体外抗菌效果及作用机制。首先,本文研究了HHC36对痤疮感染常见微生物***和表皮葡萄球菌（***）的体外抗菌活性,进一步探究了HHC36的时间-杀菌曲线及其对细菌生物膜的影响。结果表明HHC36对***和***具有良好的抗菌效果,在SEM下观察到HHC36作用后的细菌膜表面皱缩破裂,表明HHC36通过破坏细菌膜结构导致细菌死亡。同时,通过建立体外细菌生物膜模型,表明HHC36可抑制***和***生物膜的形成并且随着浓度的增加可以显著破坏细菌生物膜的活力。另外,本文还通过脂多糖（LPS）与人永生化表皮细胞Ha Cat共同孵育诱导细胞炎症反应,探究了HHC36对炎症因子表达的影响,经过HHC36处理过的促炎性细胞因子（IL-8、IL-1β、TNF-α）m RNA及蛋白质的表达水平随着HHC36浓度增加显著降低,免疫荧光实验表明HHC36通过抑制NF-k B通路发挥抗炎作用,此外HHC36还可以抑制细胞活性氧的表达。这一系列的研究表明HHC36可以有效抑制痤疮感染相关的微生物生长以及抑制细菌生物膜的形成,同时,HHC36还可以抑制细胞炎症反应。其次,本文制备了Ag NPs和HHC36的结合物Ag-H,通过体外抗菌实验和细菌耐药模型的实验结果表明Ag NPs和HHC36的结合物具有更强的抗菌活性且不易产生耐药性,Ag-H结合物的抗菌活性显著优于Ag NPs或HHC36单独应用的抗菌活性,同时HHC36还可以改善Ag NPs的生物相容性。选择了最优比例的Ag-H2结合物载入CMCS/SA水凝胶中,对Ag-H2/CMCS/SA水凝胶进行表征,并评价了水凝胶的体外抗菌活性及体外皮肤渗透作用。结果显示Ag-H2/CMCS/SA水凝胶相比于H/CMCS/SA水凝胶、Ag/CMCS/SA水凝胶具有良好的体外抗菌活性,并且Ag-H2结合物可以有效渗透至皮肤真皮层,靶向聚集于真皮层毛囊皮脂腺中的***,然后Ag NPs和HHC36共同发挥抗菌作用,HHC36破坏细菌膜结构后,Ag+更容易渗透至细菌内部,与细菌蛋白质结合并破坏ATP产生和DNA复制,使蛋白质功能失活并杀死细菌。综上所述,抗菌肽HHC36在体外具有良好的抗菌抗炎效果,在与Ag NPs结合后形成的Ag-H结合物抗菌活性更强,Ag-H2结合物载入CMCS/SA水凝胶中物理性能优异,同时具有良好的抗菌效果和生物相容性。