💡这项突破是什么?
细菌耐药性持续加剧，已成为威胁公共卫生安全和健康养殖发展的重要因素。抗菌肽是天然免疫防御系统的关键效应分子，因具有广谱抗菌活性、不易诱导耐药等特点，被视为新型抗感染药物研发的重要候选对象。已有研究普遍认为，多数抗菌肽主要通过破坏细菌膜结构发挥杀菌作用。但抗菌肽能否通过诱导铁稳态失衡与脂质过氧化等类铁死亡样过程实现高效杀菌，相关分子机制仍有待进一步阐明。
近日，中国科学院烟台海岸带研究所动物资源与活性成分挖掘利用研究组（王义鹏研究团队）联合苏州大学、深圳大学等科研机构研究发现，蝙蝠源cathelicidin家族抗菌肽MC-CATH3除具有直接抑菌活性外，还可通过诱导细菌膜轻度扰动，进一步诱发胞内铁稳态失衡、活性氧积累和脂质过氧化增强，触发一种潜在的铁死亡样过程，进而实现高效杀菌，并在动物体内模型中表现出良好的抗感染效果。
研究团队机制解析发现，MC-CATH3可诱导Fe-S簇损伤，促进胞内Fe2+积累，并增强Fenton反应介导的脂质过氧化损伤，最终导致细菌死亡。转录组分析揭示了MC-CATH3处理后细菌的系统响应特征：与铁转运、氧化应激防御、呼吸代谢以及Fe-S簇装配相关的多个基因发生显著变化，表明该抗菌肽可广泛扰动细菌铁稳态和抗氧化防御网络。铁离子（FeCl3）补充实验发现，外源添加三氯化铁可显著增强MC-CATH3的杀菌效应，进一步佐证铁依赖性氧化损伤是该抗菌过程中的关键环节。
图2 MC-CATH3诱导细菌铁依赖性氧化损伤
体内感染模型的药效评价表明，MC-CATH3具有良好的抗感染治疗潜力。在金黄色葡萄球菌感染的小鼠皮肤创伤模型中，MC-CATH3可显著降低创面细菌负荷，抑制局部炎症反应，促进伤口愈合，整体治疗效果与临床常用抗感染药物万古霉素相当。组织病理学检测结果同样印证，MC-CATH3处理组炎症浸润明显减轻，组织修复效果较好，充分证明了该抗菌肽具备良好的体内抗感染活性和应用前景。
该研究阐明了天然抗菌肽MC-CATH3通过诱导细菌潜在铁死亡样过程发挥抗菌效应的新机制，深化了学界对cathelicidin家族抗菌肽先天免疫功能的认识，也为靶向细菌氧化还原脆弱性位点、铁稳态通路开发新型抗感染药物提供了理论依据。
图3 MC-CATH3在小鼠皮肤创伤感染模型中的抗感染治疗效果
相关研究成果以“Bat-Derived Antimicrobial Peptide MC-CATH3 Confers Protection Against Bacterial Infections via a Potential Ferroptosis-Like Death Process”为题，发表于生物化学领域经典期刊Journal of Biological Chemistry。烟台海岸带所特别研究助理孔祥金和苏州大学硕士徐州业为论文共同第一作者，烟台海岸带所王义鹏研究员、焦绪栋高级工程师和深圳大学附属华南医院医学人工智能研究所付蕾研究员为论文共同通讯作者。该工作得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金、烟台市自然科学基金和烟台市双百学者专项经费的支持。
成果信息：
Xiangjin Kong#, Zhouye Xu#, Jinhui Li, Zhizhen Liu, Yiyun Zhu, Zifan Ye, Shuangyu Li, Jingjing Zhang, Lei Fu*, Xudong Jiao*, Yipeng Wang*. Bat-Derived Antimicrobial Peptide MC-CATH3 Confers Protection Against Bacterial Infections via a Potential Ferroptosis-Like Death Process. The Journal of biological chemistry, 113456 (2026). https://doi.org/10.1016/j.jbc.2026.113456
