人源Cathelicidins家族抗菌肽LL-37生物学功能和分子修饰研发进展

抗生素过度或不当使用导致细菌耐药性增强、环境生态恶化等问题日益严重。抗菌肽(Antimicrobial peptides,AMPs)因具有广谱抗菌活性及不易产生耐药性的膜溶解式抑菌机理被广泛研究。作为人体中唯一的Cathelicidins家族AMP,LL-37具有抗菌、抗病毒、抗生物被膜和免疫调节等功能,可帮助机体有效预防炎症、抵御病原体入侵,开发潜力巨大。通过综述LL-37表达和已发现的生物学功能,梳理其产业化进程中的阻碍和分子改造策略,以期为基于LL-37的新药临床、非营养性饲料添加剂创制和表面防腐剂研发提供新思路。

足三里穴位注射黄芪注射液联合肺康复训练对老年慢性阻塞性肺疾病病人抗菌肽LL-37和免疫功能的影响

目的 研究足三里穴位注射黄芪注射液联合肺康复训练对老年COPD稳定期病人的疗效、血清抗菌肽LL-37水平、炎症因子及外周血T淋巴细胞亚群的影响。方法 选择98例老年COPD稳定期病人,根据治疗方法分为黄芪组(50例)和对照组(48例)。对照组予以肺康复训练及常规西药治疗,黄芪组在对照组基础上予以足三里穴位注射黄芪注射液,疗程均为12周。比较2组治疗前后肺功能、6分钟步行试验(6MWT)结果、改良版英国医学研究委员会呼吸问卷(mMRC)呼吸困难程度分级,血清抗菌肽LL-37、TNF-α、IL-6、CRP水平及T淋巴细胞亚群变化。结果 2组治疗后肺功能(FVC、FEV1、FEV1%pred、FEV1/FVC)、6MWT结果及mMRC分级均较治疗前明显改善(P<0.05),且黄芪组较对照组改善更为明显(P<0.05)。2组治疗后血清抗菌肽LL-37、CD3^(+)T淋巴细胞、CD4^(+)T淋巴细胞及CD4^(+)/CD8^(+)水平均较治疗前升高,且黄芪组高于对照组(P<0.05);2组治疗后TNF-α、IL-6、CRP水平均低于治疗前,且黄芪组低于对照组(P<0.05)。结论 足三里穴位注射黄芪注射液联合肺康复训练可改善老年COPD稳定期病人的肺功能和运动耐力,提高血清抗菌肽LL-37水平并改善免疫功能。

内源性抗菌肽LL-37在疾病中的研究进展

抗菌肽(antimicrobial peptide,AMP)是多细胞生物分泌的多肽类物质,人体内源性AMP主要包括防御素家族和Cathelicidins家族,其中Cathelicidins被发现具有抗菌、抗病毒作用及免疫活性。人体内的Cathelicidins被称为人阳离子抗菌肽18(human catinic antimicrobial peptide-18,hCAP-18),其在体外剪切后成为AMP LL-37发挥生物学活性。本文对人内源性AMP LL-37在多种疾病中的作用及研究进展作一综述,以期为LL-37的临床转化及应用提供依据。

慢性乙型病毒性肝炎患者检测肽抗菌药物Cathelicidin hCAP18/LL-37的临床意义

目的探讨肽抗菌药物hCAP18/LL-37在慢性乙型病毒性肝炎(乙型肝炎)中的临床意义。方法将90例慢性乙型肝炎患者分成轻、中、重3组,每组30例,用微孔法酶联免疫吸附实验分别检测患者血浆LL-37水平,并与健康对照组(n=30)比较,同时进行组间比较。结果慢性乙型肝炎患者血浆的LL-37水平显著低于健康对照组(P<0.01)。患者血浆中LL-37水平在慢性乙型肝炎轻、中、重组中均值分别是38.93、33.11、12.87ng/mL,随病情加重而逐渐降低,组间比较差异有统计学意义(P<0.01)。结论 LL-37检测可作为慢性乙型肝炎患者临床判断病情和预后的一个标志物。

血清抗菌肽37、HDAC4对急性心肌梗死患者PCI术后发生不良心血管事件的预测价值

目的 探讨血清抗菌肽LL-37、组蛋白去乙酰化酶(HDAC)4对急性心肌梗死(AMI)患者经皮冠状动脉介入治疗(PCI)术后发生主要不良心血管事件(MACE)的预测价值。方法 选取2021年1月至2023年5月在潍坊市人民医院急诊内科行PCI术的AMI患者240例,根据PCI术后3个月是否发生MACE分为MACE组和non-MACE组。采用酶联免疫吸附试验检测血清LL-37、HDAC4水平。采用多因素Logistic回归分析PCI术后AMI患者发生MACE的影响因素。采用受试者工作特征(ROC)曲线分析血清LL-37、HDAC4单项及联合检测对PCI术后AMI患者发生MACE的预测价值。结果 240例AMI患者PCI术后3个月有66例发生MACE(MACE组),其余174例纳入non-MACE组,MACE发生率为27.50%。与non-MACE组比较,MACE组血清LL-37、HDAC4水平降低(P<0.05)。年龄增加、KILLIP分级≥Ⅱ级是AMI患者PCI术后发生MACE的独立危险因素(P<0.05),左心室射血分数、LL-37和HDAC4水平升高是保护因素(P<0.05)。血清LL-37联合HDAC4预测AMI患者PCI术后发生MACE的曲线下面积为0.864,大于血清LL-37、HDAC4单独预测的0.778、0.779(P<0.05)。结论 血清LL-37、HDAC4联合检测对AMI患者PCI术后发生MACE的预测价值较高。

人cathelicidin抗菌肽LL-37在宿主防御系统中的作用

存在于哺乳动物中的一类抗菌肽cathelicidin由上皮细胞产生,LL-37为目前在人体内仅发现的一种cathelicidin。同防御素一样,LL-37为人免疫防御系统的重要组成部分,除了具有广谱抗菌活性外,还有免疫调节、诱导血管生成、抗内毒素、促进损伤修复、诱导细胞凋亡等生物学功能。本文综述LL-37的表达分布、生物学活性及其作用机制。

结核分枝杆菌感染过程中宿主抗菌肽LL-37免疫调控功能的研究进展

抗菌肽是先天免疫系统的重要组成部分,LL-37是已知唯一在人体中表达的抗菌肽。LL-37除了具有抗结核活性和免疫调节等生物学功能外,还可能是活动性结核的重要标识。本文着重就结核分枝杆菌感染调控LL-37表达机制、LL-37在结核分枝杆菌感染过程中的免疫防御以及免疫调节功能等方面进行阐述。另外,讨论了LL-37在结核病诊断、治疗中的应用潜力,以期为结核病预防和控制工作提供新的思路。

检测结核性胸膜炎患者抗菌肽药物Cathelicidin hCAP18/LL-37浓度的临床价值

目的探讨抗菌肽药物(Cathelicidin hCAP18/LL-37)检测在结核性胸膜炎患者中的临床意义。方法测定58例结核患者和30例非结核胸膜炎患者血浆及胸腔积液中hCAP18/LL-37、腺苷脱氨酶(ADA)水平,并以32例健康体检者血浆中hCAP18/LL-37和ADA的水平作为对照分析。结果结核患者与非结核胸膜炎患者血浆中的LL-37水平,与对照组比较差异有统计学意义(P<0.05);结核患者与非结核胸膜炎患者血浆中ADA的浓度水平与对照组比较差异无统计学意义(P>0.05);结核患者与非结核胸膜炎患者血浆中的LL-37水平、ADA水平之间差异均无统计学意义(P>0.05)。结核患者胸腔积液LL-37水平低于非结核胸膜炎患者,胸腔积液ADA浓度高于非结核胸膜炎患者,两组之间差异有统计学意义(P<0.05);LL-37与ADA呈负相关。结论检测结核性胸膜炎患者胸腔积液和血浆中LL-37的水平及其分布变化,可为结核性胸膜炎临床诊断,提供一定的实验依据。

血清25-羟维生素D_(3)、抗菌肽LL-37及白细胞介素-6与毛细支气管炎患儿疾病严重程度的相关性分析

目的探讨毛细支气管炎患儿血清中25-羟维生素D_(3)[25-(OH)D_(3)]、抗菌肽LL-37及白细胞介素-6(IL-6与毛细支气管炎患儿疾病严重程度的相关性。方法选择2021年10月至2022年10月扬州大学附属淮安市妇幼保健院接诊的60例毛细支气管炎患儿为试验组,选择医院同期健康体检的60名儿童作为对照组。根据毛细支气管炎的诊断标准,将其分为轻症组和重症组,每组30例。比较各组血清中25-(OH)D_(3)、LL-37及IL-6的水平;分析毛细支气管炎患儿血清25-(OH)D_(3)、LL-37及IL-6水平与毛细支气管炎疾病严重程度的相关性。结果试验组血清25-(OH)D_(3)和LL-37水平低于对照组,血清IL-6水平高于对照组(P<0.05)。重症组血清25-(OH)D_(3)、LL-37水平低于轻症组,差异有统计学意义(P<0.05);轻症组和重症组血清IL-6水平比较,差异无统计学意义(P>0.05)。血清25-(OH)D_(3)、LL-37水平与毛细支气管炎患儿病情严重程度呈负相关(r=-0.563、-0.681,P<0.05);血清IL-6水平与毛细支气管炎患儿病情严重程度呈正相关(r=0.645,P<0.05)。结论血清25-(OH)D_(3)、LL-37及IL-6水平与毛细支气管炎的发生相关,血清25-(OH)D_(3)和LL-37及IL-6水平可提示毛细支气管炎的严重程度,本研究可为毛细支气管炎患儿的诊治提供新思路。

香烟烟雾对大鼠肺组织及血清中抗菌肽LL-37表达及翻译后修饰的影响

目的 探讨香烟暴露对大鼠肺组织及血清中抗菌肽LL-37翻译后瓜氨酸化修饰的影响。方法 应用香烟暴露法建立大鼠动物模型,根据不同暴露时长分为低、中、高暴露组,应用ELISA法检测不同香烟暴露强度大鼠肺组织及血清中白介素-8 (interleukin-8,IL-8)和肿瘤坏死因子α (tumor necrosis factor-α,TNF-α)水平、抗菌肽和肽酰精氨酸脱亚氨酶(peptidylarginine deiminase,PAD)-2和PAD-4水平,应用比色法测定不同香烟暴露强度大鼠肺组织及血清中瓜氨酸化蛋白水平。结果 香烟暴露可诱导大鼠肺组织及血清中炎症因子IL-8和TNF-α及抗菌肽水平升高,且与香烟暴露强度呈正相关;香烟暴露可引起肺组织和血清中瓜氨酸化蛋白水平升高,但并未引起PAD2和PAD4表达水平升高。结论 香烟暴露加重肺组织和血清中的炎症反应,引起抗菌肽表达的升高,并可能同时使其瓜氨酸化水平升高。

抗菌肽LL-37的生物学活性及其在病毒感染中的发生发展作用

LL-37是人体内发现的唯一一种Cathelicidin类抗菌肽,由其前体hCAP-18经丝氨酸蛋白酶3剪切后产生。研究发现,LL-37可在流感病毒、呼吸道合胞病毒、鼻病毒、人类免疫缺陷病毒等病毒中发挥抗病毒作用。文章对LL-37在这些病毒发生发展过程中所起的作用进行综述。

抗菌肽LL⁃37在骨质疏松症中的作用机制研究进展

抗菌肽(antimicrobial peptides,AMPS)是一种宿主防御肽,既往主要关注其抗细菌及抗病毒作用,进一步研究发现AMPS可在成骨、破骨、免疫、促进血管生成等多个途径调控骨代谢、参与骨质疏松症的发生发展。本文旨在总结AMPS在骨代谢中的调控机制,探讨其对骨质疏松症的影响为AMPS治疗骨质疏松症提供理论依据。

儿童反复上呼吸道感染补充维生素D后LL-37水平的变化研究

背景流行病学调查显示全球大约有10亿人存在维生素D缺乏或不足,我国维生素D缺乏尤为严重。反复上呼吸道感染作为小儿常见病及多发病,严重影响小儿身心健康,维生素D缺乏是导致抗菌肽LL-37下调的主要原因,因此维生素D缺乏越来越引起人们的重视。目的探讨反复上呼吸道感染患儿补充维生素D后LL-37水平变化。方法选取2017年5-11月河北大学附属医院门诊就诊的反复上呼吸道感染并存在维生素D不足或缺乏的患儿54例,采用随机数字表法分为试验组及对照组,每组各27例。试验组给予常规治疗联合补充维生素D,对照组给予常规治疗联合安慰剂,随访12个月,记录治疗前和治疗后12个月时上呼吸道感染次数,检测血浆25-羟维生素D3及痰上清LL-37的变化。结果 45例患儿完成了随访,试验组23例,对照组22例。治疗前,两组患儿上呼吸道感染次数、血浆25-羟维生素D3及痰上清LL-37水平比较,差异均无统计学意义(P>0.05);治疗后12个月,试验组患儿上呼吸道感染次数少于对照组,血浆25-羟维生素D3、痰上清LL-37水平高于对照组(P<0.05)。对照组患儿治疗前后上呼吸道感染次数、血浆25-羟维生素D3及痰上清LL-37水平比较,差异均无统计学意义(P>0.05);试验组患儿治疗后12个月上呼吸道感染次数少于治疗前,血浆25-羟维生素D3、痰上清LL-37水平高于治疗前(P<0.05)。Pearson直线相关分析结果显示,试验组治疗后12个月血浆25-羟维生素D3与痰上清LL-37呈正相关(r=0.505,P<0.05)。结论补充维生素D有助于减少反复上呼吸道感染患儿上呼吸道感染次数,这种作用可能与LL-37产生增加有关。

抗菌肽LL-37在毕赤酵母SMD1168中的高效表达及活性鉴定

为获得高效表达的抗菌肽LL-37,根据人源抗菌肽LL-37的氨基酸序列,选择毕赤酵母(Pichia pastoris)密码子的偏嗜性,通过SOEing法改造合成LL-37基因片段,克隆到pGAPZαA质粒中,获得分泌型重组酵母表达载体pGAPZαA-LL-37。pGAPZαA-LL-37通过限制性内切酶AvrII酶切线性化后,经电穿孔法转入毕赤酵母细胞SMD1168。经Zeocin抗性筛选,得到高拷贝转化子,PCR检测表明LL-37基因与毕赤酵母染色体稳定结合。在GAP启动子调控下,LL-37蛋白获得分泌表达,其上清表达量约为237mg/L。表达产物耐热性强,在100℃条件下30min内仍保持一定的抗菌活性。表达产物对大肠杆菌DH5α、大肠杆菌D31和猪链球菌的最小抑菌浓度(MIC)分别为1.56μg/mL、3.12μg/mL和6.25μg/mL。

黄芪、穿心莲单独或与抗菌肽LL-37联合应用对铜绿假单胞菌生物膜的影响

【目的】探讨黄芪、穿心莲对铜绿假单胞菌(PA)生物膜的抑制作用及与抗菌肽LL-37联合应用是否有协同作用。【方法】培养铜绿假单胞菌野生菌株PAO1生物膜,并采用紫外分光光度法进行鉴定。采用微量肉汤稀释法分别检测黄芪、穿心莲和抗菌肽LL-37对铜绿假单胞菌的最小抑菌浓度(MIC)。采用紫外分光光度法检测20、50、100 g/L黄芪,20、50、100 g/L穿心莲单独用药或分别与32、64μg/mL抗菌肽LL-37联合应用对PAO1生物膜的作用。【结果】成功构建体外PAO1生物膜模型。黄芪、穿心莲在3.125～200 g/L浓度范围内对PAO1无抑制作用。抗菌肽LL-37对PAO1的MIC为256μg/mL。黄芪、穿心莲单独用药对PAO1生物膜早期形成均具有抑制作用(P<0.05),呈现浓度依赖性。黄芪/穿心莲与抗菌肽LL-37联合用药对PAO1生物膜的形成及对成熟生物膜的清除作用不明显,不具有协同作用。【结论】黄芪、穿心莲均能够早期抑制PAO1生物膜的形成并且在一定程度上对成熟生物膜结构有一定的破坏作用;与抗菌肽LL-37联合应用时,不具有协同作用。

人源抗菌肽LL-37在毕赤酵母中的高效表达及其活性检测

根据GenBank CAA86115中的LL-37氨基酸序列,选择毕赤酵母偏好密码子,采用SOE方法合成了人源抗菌肽LL-37基因。所合成的LL-37基因全长为141bp,并在其N端引入kex2裂解位点,以保证表达抗菌肽具有天然N端。基因克隆入pPICZα-A质粒,构建分泌型重组酵母表达载体pPICZα-A-LL-37。pPICZα-A-LL-37经SacⅠ酶切线性化后电转化导入毕赤酵母菌株X-33。PCR鉴定为阳性的酵母转化子经甲醇诱导分泌LL-37于发酵上清液,其表达量为206mg/L。表达产物LL-37耐热性强,在100℃条件下40min内抗菌活性不变,煮沸3h以上仍具有活性。琼脂糖孔穴扩散法检测显示LL-37对多种革兰氏阴性菌和阳性菌均具有很好的抑制活性,其对金黄色葡萄球菌CowanⅠ(Staphylococcus aureus)、致病性大肠杆菌K99(Enteropathogenic E.coli)和鸡白痢沙门氏菌(Salmonella pullorum)的最小抑菌浓度(Minimal Inhibitory Concentration,MIC)分别为1.56μg/mL、3.12μg/mL和1.56μg/mL。

人源LL-37杀菌多肽的改建及原核细胞中表达

目的改良人源杀菌肽LL-37的氨基酸序列,提高其杀菌力,并在原核细菌中表达。方法应用蛋白质分析软件(Anthepro5.0、SWISS-MODEL等),对人源杀菌肽LL-37的氨基酸序列进行二维、三维结构及理化特性分析,将其中部分氨基酸残基进行替换,提高其正电荷,并以人源杀菌肽LL-37的基因序列为模板,进行相应的DNA序列替换,转入表达载体pET-28a(+)于杆菌BL21(DE3)中表达、纯化,并初步研究其抗菌性。结果在维持LL-37空间构象不变的基础上,将Glu16、Asp26、Glu36分别替换为Gln16、Asn26、Gln36,其静电荷由pH7.4时的+5.8提高到+9.0,并且其多肽N端疏水、C端亲水的特性不变。通过Touch-Down PCR法,成功获得改良LL-37多肽的DNA序列,并将重组质粒pET-28a(+)-rLL-37在杆菌BL21(DE3)中表达,改良LL-37多肽成功由强离子交换柱芯Macro-Prep High S纯化,并对G+、G-菌具有一定的抗菌力。结论将杀菌肽LL-37多肽进行氨基酸残基替换并以原核细胞进行融合型表达是可行的,为改良LL-37的大量制备及杀菌活性研究奠定了基础。

人源抗菌肽LL-37表达载体的构建及其在毕赤酵母中的表达

目的:构建人源抗菌肽LL-37的表达载体pPIC9-LL-37,将其转化毕赤酵母GS115,诱导LL-37表达。方法:根据抗菌肽LL-37氨基酸序列及毕赤酵母偏爱密码子,应用互补延伸PCR技术扩增抗菌肽LL-37基因,定向克隆到毕赤酵母表达载体pPIC9上,转化E.coli DH5a.构建重组分泌型酵母表达载体pPIC9-LL-37.PCR鉴定并测序;原生质球法转化毕赤酵母GS115.PCR扩增鉴定:甲醇诱导LL-37表达,筛选最高表达株.检测表达产物对大肠杆菌的抑菌活性,并对其进行聚丙烯酰胺凝胶电泳和Western印迹分析。结果:pPIC9-LL-37载体构建成功:转化毕赤酵母后PCR鉴定出LL-37基因:0.5%甲醇能诱导LL-37高表达,筛选出最高表达株,发酵上清约含LL-37 0.5μg/ml,对E.coli具有较强的抑菌活性,电泳及Western印迹分析证实表达产物为LL-37。结论:成功构建pPIC9-LL-37载体.转化毕赤酵母后.经甲醇诱导能高表达分泌LL-37,表达的LL-37蛋白具有较强的抑菌活性。

人源抗菌肽LL-37

LL 3 7是迄今在人体中发现的抗菌肽cathelicidin家族中的唯一成员 ,也是人体内唯一的双亲性α螺旋结构的抗菌肽 .LL 3 7在人体的血液细胞和上皮细胞中广泛分布 ,具有广谱抗菌作用 .抗菌活性依赖其螺旋构象的形成 ,通过“地毯样”机制杀灭细菌 .LL 3 7有中和内毒素的作用 ,能与LPS和CD14结合 ,中和LPS的生物活性 ,还能利用formylpeptidereceptor like 1(FPRL1)作为受体介导趋化作用 ,招募免疫细胞到感染部位 ,清除病原物 .很多感染性疾病都与LL 3 7低表达或功能失活有关 .LL 3 7是一种多功能的抗菌肽 。

寻常性银屑病患者皮损中抗菌肽LL-37和人β防御素-2mRNA的表达

目的:探讨寻常性银屑病患者皮损中抗菌肽LL-37与人β防御素-2(hBD-2)mRNA的表达。方法:应用逆转录(RT)-PCR方法检测31例寻常性银屑病患者皮损和16例正常人皮肤组织中LL-37和hBD-2mRNA的表达。结果:与正常人皮肤组织相比,寻常性银屑病患者皮损中LL-37和hBD-2mRNA的表达水平明显升高(P<0.001)。结论:寻常性银屑病患者皮损中LL-37和hBD-2mRNA表达水平的上调可能与银屑病患者很少发生皮肤感染等有关。