重组抗菌蛋白 PIL22-PBD-2：仔猪肠道健康的新希望

为解决抗生素耐药问题，研究人员合成重组抗菌蛋白 PIL22-PBD-2，发现其可抑制病菌、修复肠损伤，意义重大。

　　在动物养殖的世界里，抗生素曾是 “神药”，它能抗菌、抗病毒，还能助力动物生长，为畜牧业发展立下汗马功劳。然而，长期大量使用抗生素，却让这个 “功臣” 逐渐变成了 “麻烦制造者”。细菌耐药性不断增强，许多原本有效的抗生素变得不再管用，这不仅威胁着动物健康，还影响了畜牧业的可持续发展。同时，抗生素残留问题也引发了人们对食品安全的担忧。

在这样的困境下，寻找抗生素的替代物迫在眉睫。西北农林科技大学等机构的研究人员挺身而出，开展了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦在猪 β- 防御素 2（PBD-2）和猪白细胞介素 - 22（PIL-22）上。PBD-2 是猪体内产生的一种内源性抗菌肽，拥有广谱抗菌活性，不易让细菌产生耐药性，还能促进仔猪生长、减少腹泻；PIL-22 则具有强大的修复肠道上皮损伤、维持肠道黏膜屏障功能的能力。研究人员大胆设想，将二者的氨基酸序列结合，表达出融合蛋白 PIL22-PBD-2，是否能成为抗生素的理想替代物呢？这项研究成果发表在《Veterinary Research》上。

研究人员在实验过程中运用了多种关键技术方法。首先是基因工程技术，通过合成并优化 PIL22-PBD-2 的基因序列，构建重组质粒，将其导入毕赤酵母（Pichia pastoris）中进行表达。其次，利用多种实验检测技术来评估融合蛋白的性能。比如，牛津杯抑菌试验、最小抑菌浓度（MIC）测定来检测其抗菌活性；透射电子显微镜（TEM）观察细菌形态变化；CCK8 法、伤口愈合实验评估对细胞增殖和修复的影响；qPCR、Western blot、免疫荧光等技术检测细胞间连接蛋白表达及相关基因表达水平。

研究结果如下：

• 重组蛋白成功表达：研究人员成功构建了酵母表达质粒 p9K-PIL22-PBD-2，并在毕赤酵母 GS115 中成功表达出 PIL22-PBD-2。经酶切验证、菌落 PCR 鉴定以及 SDS-PAGE 和 Western blot 分析，证实了重组质粒构建正确，且蛋白成功表达。
• 体外抗菌活性良好：牛津杯抑菌试验和 MIC 测定表明，PIL22-PBD-2 对产肠毒素大肠杆菌 O8（ETEC O8）、大肠杆菌（E. coli）、鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella typhimurium）和金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus ，S. aureus）等多种细菌具有显著抗菌活性。TEM 观察发现，该蛋白能破坏细菌的细胞结构，导致细菌死亡。
• 促进细胞增殖与伤口愈合：CCK8 实验显示，PIL-22 和 PIL22-PBD-2 在 4μg/mL 浓度时，可显著促进猪小肠上皮细胞系 - J2（IPEC-J2）的增殖；伤口愈合实验表明，这两种蛋白在合适浓度下能促进 IPEC-J2 细胞划痕的愈合，且呈浓度依赖性。
• 促进细胞间连接蛋白表达：qPCR 和 Western blot 分析表明，PIL22-PBD-2 能显著促进 IPEC-J2 细胞中紧密连接蛋白 ZO-1 和 E - 钙粘蛋白（E-cadherin）的表达，免疫荧光实验进一步证实了这一结果，说明其有助于增强肠道屏障功能。
• 减轻 ETEC O8 感染影响：研究发现，PIL22-PBD-2 能显著降低 ETEC O8 感染的 IPEC-J2 细胞的凋亡和坏死率，减少细菌黏附。同时，该蛋白还能刺激细胞产生内源性抗菌肽（如 PBD-1），降低炎症细胞因子 IL-6 和 TNF-α 的 mRNA 表达水平，减轻炎症反应。

综合研究结论与讨论部分，这项研究首次揭示了重组蛋白 PIL22-PBD-2 在抑制病原菌和修复肠道损伤方面具有积极作用。PIL22-PBD-2 展现出的广谱抗菌活性、促进细胞增殖和肠道修复、调节炎症反应等特性，使其成为一种极具潜力的抗生素替代物，为解决畜牧业中抗生素耐药问题提供了新的方向。不过，作为一种外源蛋白，PIL22-PBD-2 在体内易被水解和降解，未来还需进一步研究如何提高其稳定性和生物利用度。但无论如何，该研究成果为抗菌肽作为临床抗生素替代品的进一步研究提供了宝贵的参考，有望为动物健康和畜牧业可持续发展带来新的曙光。