近日，中國農業科學院茶葉研究所茶葉質量與風險評估創新團隊首次研發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”為題發表在國際化學及材料科學著名期刊Advanced Materials上。
茶多酚是茶葉滋味的關鍵物質，也是茶葉中含量最高的活性成分，具有抗氧化、抗菌和調節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、絡合等而發生化學結構改變，致使其生物體內利用度低。為解決此難題，該團隊利用茶多酚的結構特性開發了一種普適性的茶多酚原位一步自組裝方法，實現了在水相常溫常壓條件下茶多酚穩態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，發現其具有良好的抗菌特性，其抗菌能力比現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。機制解析發現am-MPN NPs可以破壞細菌壁膜結構，導致細菌內容物泄露；引起細菌內活性氧爆發，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，系統證明了am-MPN NPs活性濃度下的體內外生物安全性，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。該研究為新型穩態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。
論文第一作者為我所聯合培養碩士研究生俞蓉欣和陳紅平研究員，通訊作者為張相春博士以及墨爾本大學林志興研究員和Frank教授。該研究得到了浙江省“領雁”項目、中國農業科學院科技創新工程和青創專項以及國家自然科學基金等項目資助。
日期：2023-12-11
茶多酚是茶葉滋味的關鍵物質，也是茶葉中含量最高的活性成分，具有抗氧化、抗菌和調節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、絡合等而發生化學結構改變，致使其生物體內利用度低。為解決此難題，該團隊利用茶多酚的結構特性開發了一種普適性的茶多酚原位一步自組裝方法，實現了在水相常溫常壓條件下茶多酚穩態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，發現其具有良好的抗菌特性，其抗菌能力比現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。機制解析發現am-MPN NPs可以破壞細菌壁膜結構，導致細菌內容物泄露；引起細菌內活性氧爆發，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，系統證明了am-MPN NPs活性濃度下的體內外生物安全性，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。該研究為新型穩態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。
論文第一作者為我所聯合培養碩士研究生俞蓉欣和陳紅平研究員，通訊作者為張相春博士以及墨爾本大學林志興研究員和Frank教授。該研究得到了浙江省“領雁”項目、中國農業科學院科技創新工程和青創專項以及國家自然科學基金等項目資助。
日期：2023-12-11
