細(xì)菌感染一直威脅著人類健康。隨著近年來細(xì)菌耐藥性嚴(yán)重化，細(xì)菌感染將可能帶來比癌癥更嚴(yán)重的全球性危害。光動(dòng)力抗菌是一種結(jié)合光敏劑、氧氣、光產(chǎn)生活性氧，從而破壞菌膜中活性物質(zhì)的抗菌方法，它不易使細(xì)菌產(chǎn)生耐藥性，且時(shí)空可控性高、入侵性小，因而在抗菌領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注。然而，在光動(dòng)力抗菌過程中，活性氧成分壽命短、作用半徑小，且菌膜可有效阻擋外來物質(zhì)，因而如何提高光敏劑的膜插入能力成為光動(dòng)力抗菌的難點(diǎn)和關(guān)鍵。

近期，中科院理化技術(shù)研究所田野（青促會(huì)會(huì)員）團(tuán)隊(duì)聯(lián)合上海交通大學(xué)顏徐州課題組、美國猶他大學(xué)Peter J. Stang課題組，將修飾細(xì)胞穿膜肽TAT的煙草花葉病毒衣殼蛋白（TAT-TMVCP），與具有聚集誘導(dǎo)發(fā)光性質(zhì)的有機(jī)鉑金屬大環(huán)（TPE-Pt-MC），通過靜電相互作用自組裝。在形成的組裝體中，被包裹在內(nèi)部的光敏劑TPE-Pt-MC提供活性氧產(chǎn)生能力，暴露在外表面的TAT提供穿膜能力，實(shí)現(xiàn)了穿膜增強(qiáng)的光動(dòng)力抗菌。在光照條件下，該組裝結(jié)構(gòu)可明顯抑制大腸桿菌及金黃色葡萄球菌的生長。尤其對于具有外膜結(jié)構(gòu)的革蘭氏陰性菌——大腸桿菌，該組裝結(jié)構(gòu)可使其存活率由黑暗條件下的~55%降低至光照條件下的~0%。該研究對于提高光動(dòng)力抗菌效率，以及制備多功能納米粒子具有重要意義。

（A）TPE-Pt-MC與TAT-TMVCP自組裝機(jī)理示意圖。（B）組裝體抗菌機(jī)理示意圖。

相關(guān)研究成果以Membrane Intercalation-Enhanced Photodynamic Inactivation of Bacteria by a Metallacycle and TAT-Decorated Virus Coat Protein為題，發(fā)表于《美國科學(xué)院院報(bào)》（Proc. Natl. Acad. Sci. U. S. A. DOI: 10.1073/pnas.1911869116）。中科院理化技術(shù)研究所牛忠偉課題組博士生高偲嘉為該論文的第一作者，上海交通大學(xué)顏徐州研究員、美國猶他大學(xué)Peter J. Stang教授、中科院理化技術(shù)研究所田野（青促會(huì)會(huì)員）副研究員是該論文的通訊作者。

相關(guān)研究工作得到中科院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、美國NIH、北京市自然科學(xué)基金、上海市東方學(xué)者計(jì)劃、理化所所長基金、上海交通大學(xué)啟動(dòng)基金的大力支持。