一种新型母乳抗菌肽Casein41开发的临床前应用基础研究

Casein41 is a novel endogenous peptides found in breast milk by Liquid chromatography–mass spectrometry/mass spectrometry (LC-MS/MS) technique. Bioinformatics analysis and experiments confirmed that Casein41 has strong antibacterial activity. Further in vitro study found that Casein41 has cell killing and injury effect on common newborn infection bacteria, e.g. E. coli, S. aureus, K. pneumoniae and S. epidermidis. In this study, we will optimize the stability of Casein41 by site-directed mutagenesis and chemical modification methods to solve the problem of its relatively poor stability. This will provide a good foundation for the future clinical application of Casein41. We will investigate the antibacterial mechanism of Casein41 through microscopic observation and the interaction of Casein41 with bacterial genomic DNA/RNA. We will evaluate the therapeutic effect of Casein41 in vivo through observation of physiological and pathological changes in E. coli and S. aureus infected mouse model. As Casein41 is a novel endogenous peptides with broad-spectrum activity against pathogenic bacteria，this study undoubtedly have a huge potential clinical value.

Casein41是我们通过串联质谱技术在母乳中发现的一条新型内源性多肽。生物信息学分析和实验证实Casein41具有很强的抗菌活性，且进一步研究发现Casein41对新生儿感染常见致病菌E. coli、S. aureus、K. pneumoniae和S. epidermidis均具有杀伤作用。本研究拟进一步通过定点突变和化学修饰的方法对Casein41稳定性进行优化，解决多肽稳定性相对较差的问题，为以后开发成临床用药提供良好基础；通过显微观察以及其与细菌基因组DNA/RNA的相互作用研究，揭示Casein41抗菌机制；通过建立小鼠E. coli和S. aureus感染模型，观察动物的生理与病理变化，初步评价Casein41在体内对感染小鼠的治疗作用，为其临床应用奠定基础。Casein41具有广谱的抗致病菌感染活性，若研究成果，无疑具有潜在巨大的临床应用价值。

Casein41是我们通过串联质谱技术在母乳中发现的一条新型内源性多肽，其在早产儿中的含量显著高于足月儿。通过生物信息学分析发现Casein41可能具有潜在的抗菌活性，因此本项目的目的是研究Casein41对新生儿感染常见病原菌的抗菌活性及其机制。纸片扩散法和流式细胞仪检测结果表明，Casein41对金黄色葡萄球菌和小肠结肠炎耶尔森菌具有抑菌作用，进一步采用酶标仪法对Casein41进行了杀伤动力学测定。扫描和透射电镜的超微结构分析结果显示，Casein41抗菌活性的机制是通过造成细菌细胞膜和细胞质结构解体。而电泳结果显示，Casein41与细菌基因组DNA没有发生相互作用。我们的研究结果为Casein41的抗菌活性及机制研究提供了依据，提示其对新生儿感染病原菌的预防和治疗具有潜在的应用价值。