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抗真菌衛(wèi)士——乳鐵蛋�
�(lái)源:禾元生物| �(fā)布時(shí)間:2024-03-15| �(diǎn)擊量�988


在自然界中大概存在著9�(wàn)多種真菌,其中對(duì)人類致病的有500多種。當(dāng)人出�(xiàn)�(jī)體抵抗力下降、皮膚破�,長(zhǎng)期使用廣譜抗生素、接觸到真菌等情況時(shí)容易被真菌感�。臨床醫(yī)�(xué)根據(jù)真菌感染人體感染皮膚、毛�(fā)和指�,常引起頭癬、手癬、皮癬等,深部真菌主要感染皮下組�、黏膜和�(nèi)臟,可引起炎�、潰�、壞死等。因此發(fā)�(xiàn)具有有效抗真菌活性的物質(zhì)非常重要,已有研究報(bào)道顯示,乳鐵蛋白具備多種抗真菌功�,包括對(duì)酵母和霉菌等真菌具有廣譜抑制活�,還能與其他抗真菌藥物協(xié)同治療真菌感染引起的病癥�


可以�(shuō)乳鐵蛋白是人及動(dòng)物體�(nèi)天然存在的抗真菌�(wèi)��

 

 

上篇詳細(xì)介紹了乳鐵蛋白的抗細(xì)菌機(jī)制(�(diǎn)擊這里回顧:乳鐵蛋白抗菌機(jī)��,本期就�(lái)重點(diǎn)盤點(diǎn)一下乳鐵蛋白抗真菌的功能�

 

乳鐵蛋白有兩種形式:富含鐵形式的holo-lactoferrin和不含鐵形式的apo-lactoferrin,holo-lactoferrin除在三級(jí)�(jié)�(gòu)上與apo-lactoferrin不同外,比apo-lactoferrin更耐蛋白水解[1]。除了結(jié)合Fe3+,乳鐵蛋白還可以�(jié)合一系列其他化合物,如:脂多�、肝�、DNA和金屬離子,包括Cu2+、Zn2+和Mn2+[2]。乳鐵蛋白對(duì)包括酵母和霉菌在�(nèi)的一系列人類和植物真菌病原體具有良好的抑制活�(�1)�


�1:乳鐵蛋白對(duì)部分真菌的抑菌能�

真菌類型

MIC/IC50

參考文�(xiàn)

白色念珠�

MIC=200--6400 ug/mL

[3]�[4]�[5]

光滑念珠�

MIC≥6000 μg/mL

克柔念珠�

IC50=20 μg/mL

釀酒酵�

MIC=16 μg/mL

格特隱球�/隱球�

MIC=64 μg/mL

[6]

黑曲�

IC50= 578 μg/mL

[7]

綠色木霉

IC50=952μg/mL

 

 

乳鐵蛋白�(fā)揮抗真菌活性的作用�(jī)制可以概括如�:

 

�(jī)制一:螯合鐵的能�
早期研究�(rèn)為乳鐵蛋白對(duì)念珠菌屬的抗真菌作用是因?yàn)槠渚哂序翔F的能�[8],Lai等人研究�(fā)�(xiàn)通過(guò)額外添加鐵可以恢�(fù)乳鐵蛋白�(duì)念珠菌和隱球菌的生長(zhǎng)抑制作用[6][9]。另外有研究�(fā)�(xiàn)apo-lactoferrin�(duì)Fe3+的結(jié)合能有效抑制煙曲霉感染宿�[10]。這表明螯合鐵的能力可以在體內(nèi)乳鐵蛋白的抗真菌功能中發(fā)揮作用�

 

�(jī)制二:乳鐵蛋白與真菌�(xì)胞表面的直接相互作用,導(dǎo)致細(xì)胞膜損傷和滲漏�
有研究表�,乳鐵蛋白的主要抗真菌機(jī)制是通過(guò)乳鐵蛋白與真菌細(xì)胞表面的直接相互作用,導(dǎo)致細(xì)胞膜損傷和滲�。Nikawa等研究表�,乳鐵蛋白改變了白色念珠�、克柔念珠菌和新生隱球菌的細(xì)胞表面通透�,導(dǎo)致細(xì)胞死�[11-13]。用乳鐵蛋白處理念珠菌后,通過(guò)掃描電子顯微鏡觀察到念珠菌細(xì)胞表面本身的改變,這些改變包括蛋白�(fā)生滲�、形成表面空泡、腫脹和�(xì)胞塌�[11] [12] [14] [15]�

 

�(jī)制三:乳鐵蛋白誘�(dǎo)真菌�(xì)胞凋�
白念珠菌�(jīng)乳鐵蛋白處理后,檢測(cè)到細(xì)胞內(nèi)鉀離子釋放、細(xì)胞質(zhì)酸化、膜電位�(fā)生變�、細(xì)胞內(nèi)ROS積累和染色質(zhì)濃縮,這表明乳鐵蛋白誘�(dǎo)了白念珠菌的凋亡[16]。乳鐵蛋白通過(guò)線粒體和caspase依賴的方式誘�(dǎo)釀酒酵母細(xì)胞死�,其特征是caspase被激�、ROS積累和細(xì)胞色素c釋放[17]�

 

�(jī)制四:乳鐵蛋白與其他抗真菌藥物的�(xié)同作�
近年�(lái),乳鐵蛋白與其他抗真菌藥物聯(lián)合應(yīng)用的研究日益增多。當(dāng)與氟康唑�(lián)合使用時(shí),乳鐵蛋白可顯著增強(qiáng)氟康�?qū)追N念珠菌的抑制活�,甚至可降低氟康�?qū)δ退幘甑淖畹鸵志鷿�?MIC)[3] [5] [18]。乳鐵蛋白與其他幾種唑類藥物,包括伊曲康�、克霉唑和酮康唑,以�5-氟胞嘧啶�(duì)白念珠菌的抑制均具有�(xié)同作�[12]�

 


鑒于乳鐵蛋白能通過(guò)多種�(jī)制來(lái)抑制甚至是殺死真�,因此乳鐵蛋白在抗真菌方面的�(yīng)用有以下幾種可能�


①與�(xiàn)有抗真菌藥物�(lián)合制成新型抗真菌劑:
隨著廣譜抗生�、糖皮質(zhì)激素等藥物的廣泛應(yīng)用甚至于濫用,抗真菌耐藥和耐藥真菌感染成為一種新出現(xiàn)的威脅�2023�3�,美�(guó)疾病控制與預(yù)防中心(CDC)曾表示,一種致命真菌(耐藥耳念珠菌)在美國(guó)�“驚人的速度”傳播,已遍布美國(guó)一半以上的�,并�(gòu)成緊迫的公共�(wèi)生威�。在真菌病原體中,多重耐藥真菌的出�(xiàn)�(dǎo)致可選用的抗生素減少,治療起�(lái)難度也更大,可將乳鐵蛋白與現(xiàn)有的抗真菌藥物如氟康�、曲康唑等聯(lián)合制成新型抗真菌藥物,加�(qiáng)�(duì)耐藥真菌的抑制作��


②念珠菌性陰道炎的防治:
念珠菌是引起女性陰道炎的常見病原體,可將乳鐵蛋白制成更安全更溫和的女性私處護(hù)理凝膠用于念珠菌性陰道炎的防治;


③抗真菌功能洗護(hù)用品�
馬拉色菌是寄居在人體表面的真�,常存在于人體油脂分泌量�、皮脂腺聚集的部�,當(dāng)皮膚表面菌群失衡,馬拉色菌增殖過(guò)�,可能會(huì)引起毛囊�、脂溢性皮�、頭皮屑甚至是脫�(fā)等癥狀,可將乳鐵蛋白添加�(jìn)洗護(hù)用品�,專門緩解或解決馬拉色菌增殖引起的一系列皮膚�(wèn)��

 

乳鐵蛋白多從人奶或牛奶中提取純化而來(lái),也可以從其他幾種哺乳動(dòng)物的奶和初乳中獲得,由于提取工藝�(fù)�,分離提取效率低,市�(chǎng)上乳鐵蛋白的�(jià)格居高不�,利用基因工程技�(shù)生產(chǎn)乳鐵蛋白已成為生�(chǎn)乳鐵蛋白并避免其副作用的研究熱點(diǎn)和發(fā)展趨�(shì)�
越來(lái)越多的企�(yè)和研究機(jī)�(gòu)通過(guò)研究微生物表�(dá)系統(tǒng)、植物表�(dá)系統(tǒng)或動(dòng)物表�(dá)系統(tǒng)�(lái)生產(chǎn)重組乳鐵蛋白,其中武漢禾元生物科技股份有限公司利用自主研發(fā)的的專利技�(shù)平臺(tái)—— 水稻胚乳�(xì)胞生物反�(yīng)器高效重組蛋白質(zhì)表達(dá)平臺(tái)(OryzHiExp)和重組蛋白純化技�(shù)平臺(tái)(OryzPur)開�(fā)出了植物源重組人乳鐵蛋白,與天然人乳鐵蛋白結(jié)�(gòu)一�,具有良好的生物活�。目前禾元生物已�(jīng)�(shí)�(xiàn)了植物源重組人乳鐵蛋白的�(guī)?;a(chǎn),不受乳源來(lái)源供給的限制,從根源上避免了�(lái)自于人源或動(dòng)物源病毒及支原體污染的風(fēng)�(xiǎn)。與天然提取的乳鐵蛋白相�,具有更高的純度,更好的批次�(wěn)定性�


參考文�(xiàn)
[1]Structure of human apolactoferrin at 2.0 A resolution. Refinement and analysis of ligand-induced conformational change. 1998
[2]Structure and reactivity of transferrins. 1994.
[3]Synergistic fungistatic effects of lactoferrin in combination with antifungal drugs against clinical Candida isolates. Antimicrob. 1999
[4]Invitro susceptibility of Candida species to lactoferrin. 1998
[5]Inhibition of hyphal growth of azole-resistant strains of Candida albicans by triazole antifungal agents in the presence of lactoferrin-related compounds.Antimicrob. 1998
[6]Synergy and antagonism between iron chelators and antifungal drugs in Cryptococcus. 2016
[7]Fungistatic activity of iron-free bovin lactoferrin against several fungal plant pathogens and antagonists.2008
[8]Inhibition of growth of Candida albicans by iron-unsaturated lactoferrin: relation to host-defence mechanisms in chronic mucocutaneous candidiasis. 1971.
[9]Effect of lactoferrin and iron on the growth of human pathogenic Candida species. 2009 
[10]Human polymorphonuclear leukocytes inhibit Aspergillus fumigatus conidial growth by lactoferrin-mediated iron depletion. 2007
[11]The fungicidal effect of human lactoferrin on Candida albicans and Candida krusei. Arch. 1993.
[12]Cooperative anti-Candida effects of lactoferrin or its peptides in combination with azole antifungal agents.1996
[13]Fungicidal activity of human lactoferrin-derived peptides based on the antimicrobial alphabeta region.2011
[14]In vitro susceptibility of Candida species to lactoferrin. 1998. 
[15] Ultrastructural effects of antimicrobial peptides from bovine lactoferrin on the membranes of Candida albicans and Escherichia coli. 2005
[16]Modulation of in vitro fungicidal activity of human lactoferrin against Candida albicans by extracellular cation concentration and target cell metabolic activity. 2004
[17]Human lactoferrin triggers a mitochondrial- and caspase-dependent regulated cell death in Saccharomyces cerevisiae. 2016
[18]Activated lactoferrin and fluconazole synergism against Candida albcians and Candida glabrata vaginal isolates. 2004


 

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