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【防御素科普】防御素的抗菌活性

防御素能有效杀灭革兰阴性细菌和革兰阳性细菌。在体外浓度为 10~100 mg/L 的防御素即对多种细菌具有杀伤作用,而防御素在中性粒细胞中的浓度为 g/L 级,远远超过上述数值,这表明在体内防御素可能具有更强的杀菌活性,目前研究发现防御素对革兰阳性细菌的杀伤能力明显要强于革兰阴性细菌。在体外,HBD-2 对大肠杆菌的半数致死量(LD50)为 0.46nmol/ml,最小抑菌浓度(MIC)为 15 μg/ml,而对绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌的 MIC 为62 μg/ml。体外实验证明大多数防御素的 MIC 范围为0.5-10 μmol/L。

对于防御素抗菌活性机制,大部分研究者认为主要和微生物的细胞膜结构有关。防御素发挥抗菌作用可分为三个阶段:

(1)由静电吸引。防御素与靶细胞膜结合。防御素带正电荷,可通过静电作用与带负电荷的细菌膜脂层结合;

(2)通道形成。带正电荷的防御素分子或其多聚体则与细菌质膜上带负电荷的磷脂头部和水分子相互作用,显著地增加生物膜的通透性。防御素作用于膜上形成稳定的多个通道;

(3)内容物外泄。通道形成后,防御素进入细胞内的同时,其他胞外分子也伴随进入(如肽、蛋白质或无机离子),而靶细胞的重要物质(如盐离子和大分子)渗出,致使靶细胞发生不可逆损伤而死亡。

防御素还能通过诱导细胞因子的释放和介导非成熟性的树突状细胞协同刺激分子的表达上调,促进IDC 的成熟,进而活化T 细胞,触发特异性免疫应答。

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