华人学者：追捕致命细菌的“弹头”分子
科学家们一直都在寻找能够杀灭病原菌而不伤害人体健康细胞的抗生素，对于这项工作来说，如何靶定致命的耐药菌，是一个严峻的挑战。目前，美国波士顿学院的一组化学家开发出了一种新的方法，使用一个“弹头”分子，靶定致命细菌表面的一对脂质来攻击细菌，而不会伤害人体健康细胞，相关研究结果发表在三月十二日的《自然通讯》（Nature Communications）。
本研究通讯作者是波士顿学院化学副教授高健民（Jianmin Gao）。高建民博士于1994年考入中国科学技术大学少年班，后转至高分子科学与工程系学习，1998年获得郭沫若奖学金，1999年获得学士学位。后赴美国斯坦福大学深造，2001年至2004年连续四年获得斯坦福大学研究生奖学金，2004年获得博士学位。2004年至2006年在美国化学界最为知名的Scripps研究所从事博士后研究，现为波士顿学院学院化学系助理教授。高博士指出，这种新策略要求研究人员开发一种新型的“弹头”分子，该分子能够选择性地靶定细菌，克服干扰其与病原体结合的生物学条件，并避开人体健康细胞。
高博士说，他们研究小组为脂质共价化学中所存在的这些挑战找到了答案。他说：“与其他集中于分子间电荷-电荷吸引力的研究工作相比，我们使用了一种完全不同的机制来靶定细菌细胞。我们的方法利用脂质共价化学——脂质与合成分子相互作用，根据新形成的共价键，构成新的化学结构。”
对传统抗生素有耐药性的病原菌，对公众健康造成了日益严重的威胁。药物化学研究人员，特别是那些寻求开发新抗生素的研究人员，在不断寻找新的方法，来识别细菌病原体，并将其与人体宿主细胞区分开来。
高博士说，已知细菌细胞在其膜中具有一组不同的脂类。之前的研究都集中在，使用带正电荷的多肽来靶定细菌细胞表面带负电荷的脂质。该方法获得的成功有限，因为所攻击的分子和细菌之间的电荷吸引力，容易被存在的盐和其他分子削弱。
研究人员开发了一种新型的非天然氨基酸，作为一个合适的“分子”弹头，来靶定病原菌。高博士和他的研究小组发送这个弹头分子，让其追赶细菌脂质分子（被称为胺呈现脂质amine-presenting lipids）——特别是磷脂酰乙醇胺（PE）和磷脂酰甘油（Lys-PG），它们可选择性衍生形式iminoboronates——一个共价键形成过程，可允许细菌细胞的选择性识别和标记。
此外，高博士说，由于哺乳动物细胞的表面缺乏胺呈现脂质，因此，他们能够以高度选择性寻找并标记细菌细胞。而且，在生理条件下iminoboronate的形成是可以逆转的，从而使这种新的方法高度可控，并使得弹头分子在没有到达目标时能够进行自我纠正。
高博士说，大量的细菌物种在其表面都具有PE和Lys-PG，使得这种共价标记策略可适用于细菌感染的诊断和抗生素疗法的传递。
高博士说：“从短期来看，我们希望这一工作将激励其他研究人员考虑利用共价化学来研究生物系统。在未来，我们兴奋的是，探索这种化学方法用于细菌感染成像的可能性。我们也正努力，将我们目前的研究结果用于有效抗生素到细菌细胞的靶向传递。”
