近日，中國農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所茶葉質(zhì)量與風險評估創(chuàng)新團隊首次研發(fā)了茶多酚原位自組裝技術，構建了茶多酚金屬納米生物材料，有效清除耐藥菌生物膜引起的傷口感染，并系統(tǒng)評估了其安全風險。相關研究結果以Engineering Antimicrobial Metal–Phenolic Network Nanoparticles with High Biocompatibility for Wound Healing為題發(fā)表在國際化學及材料科學著名期刊Advanced Materials。
茶多酚是茶葉滋味的關鍵物質(zhì)，也是茶葉中含量最高的活性成分，具有抗氧化、抗菌和調(diào)節(jié)代謝疾病等多種生物功能。但茶多酚含有多個酚羥基，容易被氧化、絡合等而發(fā)生化學結構改變，致使其生物體內(nèi)利用度低。為解決此難題，該團隊利用茶多酚的結構特性開發(fā)了一種普適性的茶多酚原位一步自組裝方法，實現(xiàn)了在水相常溫常壓條件下茶多酚穩(wěn)態(tài)納米生物材料的快速綠色合成。包括不同茶多酚(EGCG、EC、ECG、EGC、TP等)，與美國食品藥品監(jiān)督管理局(FDA)批準的戒酒硫代謝物DEDTC和不同金屬(Au、Ag、Ce、Mg等)自組裝成納米顆粒。
以兒茶素(EGCG)自組裝納米銅(am-MPN NPs)為例，發(fā)現(xiàn)具有良好的抗菌特性，其抗菌能力比現(xiàn)有報道的其他銅基抗菌材料提高了10~1000倍。雖然EGCG具有良好的體外抑制浮游細菌效應，但對其形成的細菌生物膜卻沒有明顯作用，而am-MPN NPs可極顯著的破壞耐甲氧西林金黃色葡萄球菌(MRSA)形成的生物膜，并對其引起的皮膚傷口感染愈合有顯著促進作用。機制解析發(fā)現(xiàn)am-MPN NPs可以破壞細菌壁膜結構，導致細菌內(nèi)容物泄露;引起細菌內(nèi)活性氧爆發(fā)，核酸結構破壞;以及形成醌蛋白(圖示);其中多酚基材料為特征的醌蛋白介導抗菌機制是首次報道。此外，通過細胞、血液、斑馬魚和小鼠等安全性測試，系統(tǒng)證明了am-MPN NPs活性濃度下的體內(nèi)外生物安全性，并且使用兩種線蟲模型驗證了其在線蟲整個生命周期的長期安全性。該研究為新型穩(wěn)態(tài)茶多酚材料的設計提供了新思路，拓展了茶多酚在生命健康領域的應用。
茶多酚自組裝金屬抗菌生物材料的構建及其抗感染機制
論文第一作者為中國農(nóng)業(yè)科學院茶葉研究所聯(lián)合培養(yǎng)碩士研究生俞蓉欣和陳紅平研究員，通信作者為張相春博士及墨爾本大學的林志興研究員和Frank教授。該研究得到了浙江省“領雁”項目、中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程和青創(chuàng)專項以及國家自然科學基金等項目資助。
來源：中國茶葉
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