AI识别的肽在小鼠中减轻溃疡性结肠炎症状

研究人员利用机器学习识别出一种新的抗菌肽，该肽可在溃疡性结肠炎中减轻炎症、恢复肠道屏障功能并重塑微生物群。来自吉林大学第一医院的一项研究显示，名为 LR 的肽在抗菌活性与低细胞毒性之间表现出最理想的平衡，并且在小鼠结肠炎模型中的效果强于 5-aminosalicylic acid 和 ciprofloxacin。

该研究开发了一条机器学习流程，将肽预测模型与遗传算法相结合，以分析 6,000 多个潜在候选物的结构和理化性质。研究筛选出 22 条前景较好的序列，并合成了 5 种肽用于实验室测试。

体外实验显示，LR 对包括 Escherichia coli 和 Staphylococcus aureus 在内的致病菌具有很强的杀菌作用，同时保持了良好的生物相容性；与其他候选肽相比，其毒性极低，溶血活性也较低。

为测试其治疗潜力，研究人员向葡聚糖硫酸钠诱导的结肠炎小鼠给予 LR。治疗后，小鼠体重下降减少、疾病活动指数改善、结肠缩短程度减轻；同时，组织学分析显示黏膜损伤减少，炎症细胞浸润下降。

进一步分析发现，LR 可抑制炎症反应，治疗后 tumour necrosis factor-α 和 interleukin-6 水平均显著降低。该肽还提高了紧密连接蛋白 ZO-1、claudin-1 和 occludin 的表达，提示上皮屏障功能得到改善。

粪便微生物群测序显示，治疗重塑了结肠炎小鼠的微生物组成。Akkermansia muciniphila 的丰度显著增加，而单独补充 A. muciniphila 也可部分缓解结肠炎症状，这提示微生物群调节对 LR 的治疗作用有所贡献。

研究结果表明，将计算筛选与实验验证相结合，可识别出在溃疡性结肠炎中具有抗炎活性、且稳定并具选择性的抗菌肽。研究指出，仍需开展更多研究，以评估其长期安全性及在人类中的适用性。