![]()
原文献信息：Hu, X-L, Gan, H-Q, Gui, W-Z, Yan, K-C, Sessler, JL, Yi, D, Tian, H, and He, X-P. Superresolution imaging of antibiotic-induced structural disruption of bacteria enabled by photochromic glycomicelles. Proceedings of the National Academy of Sciences. 2024; 121, e2408716121.细菌，尤其是在医院环境中的细菌，正通过进化逐渐形成多重耐药性。理解这种耐药性的基础至关重要，因为这不仅能推动新型抗生素的发现，还能优化已知抗生素的临床使用。在此，我们报道了一种用于超分辨显微镜的光活性化学探针，能够原位探测抗生素引发的细菌结构破坏。通过点击化学（Click chemistry，通过以碳-杂原子键 (C-X-C) 连接为基础发生快速、高效地合成新分子的化学合成方法），将螺吡喃（spiropyran，SP）与半乳糖结合，生成两亲性光致变色糖探针，该探针在水中自组装形成糖基胶束。糖基胶束的疏水内核允许抗生素的封装。光照后，SP转化为对应的甲硫氰酸酯（MR）形式，导致胶束解体，从而实现按需释放抗生素。本研究的糖基胶束通过多价糖-凝集素相互作用选择性地粘附在革兰氏阴性菌表面。随后，胶束释放抗生素，诱导细菌膜崩溃。由于SP/MR光致变色对的“荧光闪烁”效应，这一动态过程可以通过超分辨光谱原位成像。这项研究提供了一种高精度成像工具，可以实时可视化抗生素如何破坏细菌结构完整性。本文介绍了一种基于光致变色糖基胶束的新型系统，用于实时监测抗生素对细菌结构的破坏。研究首先通过点击化学合成了带有半乳糖的光致变色探针 (Gal-PEG3-Sp/Mr 和 Gal-PEG6-Sp/Mr)，它们能够自组装形成胶束，并选择性地通过糖-凝集素相互作用附着在革兰氏阴性菌 (如铜绿假单胞菌) 表面。研究发现，紫外线照射可以引发光致变色反应，导致胶束解体并释放抗生素。
光谱分析和荧光显微成像实验表明，胶束能够有效封装并在光照下释放两种不同的抗生素 (头孢他啶和左氧氟沙星)，且该系统的稳定性和选择性较高。通过超分辨成像 (STORM) 实验，研究实时观察了抗生素释放后对细菌细胞形态的影响。结果显示，抗生素通过不同的机制破坏细菌细胞，头孢他啶迅速导致细胞壁崩解，而左氧氟沙星通过抑制DNA合成使细胞逐渐塌缩。
这项研究展示了一种基于光控抗生素释放的高精度成像工具，有望用于研究抗生素的作用机制以及开发新的抗菌疗法。文中图表：
![]()
![]()
![]()
![]()
![]()
