韩国釜山——细菌是一种无处不在的微生物，能够快速繁殖。虽然像乳酸菌（LAB）这样的有益菌株可以促进肠道健康和食品保存，但诸如大肠杆菌（Escherichia coli）和金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）等致病菌却可能引发严重感染。这些有害微生物会释放毒素和酶，危害健康，并且越来越表现出对传统抗生素的抗性。
近年来，科学家们一直在探索替代方法来应对致病菌。其中，内溶素——一种降解细菌细胞壁的酶——已成为一种强有力的工具。这些蛋白质通常来源于噬菌体或经工程改造的微生物，具有针对病原体的高度特异性。然而，它们的广泛应用受到高生产成本、储存或循环期间的不稳定性以及易受酶降解等问题的限制。
为了弥补这一研究空白，韩国釜山国立大学的研究人员将目光转向了细胞外囊泡（EVs）。这些由细胞释放的膜结合纳米颗粒能够运输生物活性分子，如蛋白质或核酸。研究人员对源自乳酸菌的EVs进行了工程改造，使其表面携带针对病原体的内溶素。相关研究成果于2025年4月2日在线发布，并于2025年5月15日刊登在《化学工程杂志》第512卷上。该研究详细描述了从副干酪乳杆菌（Lacticaseibacillus paracasei）衍生的EVs中发现的一种新型表面展示蛋白及其应用。
在研究过程中，科学家首先在实验室中培养了副干酪乳杆菌（LP），随后通过高速离心和分离技术收集了EVs。接着，他们对与EVs结合的蛋白质组分进行了全面的蛋白质组学分析。在进一步利用先进生物信息学工具绘制蛋白质功能的过程中，研究团队识别出13种与LP衍生的EVs相关的表面展示蛋白（SDPs）。
谈及本研究的重要性，金教授表示：“迄今为止，尚未有来自乳酸菌物种EVs的SDPs被表征。现在，我们的团队首次从副干酪乳杆菌的细胞外囊泡中鉴定出一种名为LP-SDP3的新型SDP。此外，我们在大肠杆菌和其他乳酸菌菌株中观察到与SDP3同源的蛋白质，其SDP功能在这些物种中得以保留。”
受此发现启发，研究人员更进一步，将特异性靶向金黄色葡萄球菌的内溶素PlyF307SQ-8C整合到带有LP-SDP3的EVs中。令人惊讶的是，这些通过LP-SDP3蛋白展示PlyF307SQ-8C的EVs能够选择性地靶向并消灭金黄色葡萄球菌。此外，这些经过工程改造的EVs对温度和pH变化具有抗性，不会诱导抗菌素耐药性，同时与纯化的PlyF307SQ-8C内溶素相比保持了相似的安全性。
金教授评论道：“源自乳酸菌的工程EVs可以大规模生产，并减少了昂贵的蛋白质纯化技术的需求。在未来5到10年内，这项研究可能会帮助我们重塑治疗感染、保存食品和制造生物疗法的方式——从依赖抗生素转向安全、智能和可持续的生物工程替代品。”
综上所述，LP-SDP3蛋白的发现及其在开发一种新型、安全且高效的EV平台中的应用，有望彻底改变抗菌疗法的格局。
参考文献
原论文标题： 副干酪乳杆菌衍生的细胞外囊泡表面展示蛋白：鉴定及其在构建针对金黄色葡萄球菌的内溶素展示平台中的应用
期刊： 《化学工程杂志》
DOI： 10.1016/j.cej.2025.162196
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