生物膜由附着在两个表面和彼此间的微生物细胞和胞外聚合物（EPSs，如胞外 DNA、胞外多糖、蛋白质等生物分子）构成，能保护病原体免受免疫反应和传统抗生素治疗的影响，产生耐药性。目前，80% 的细菌和真菌感染与生物膜形成有关，使得生物膜相关疾病的治疗面临巨大挑战。多糖胞间粘附素（PIA）是多种微生物产生的关键生物膜成分，最初以N - 乙酰化的聚 - β - 1,6 - N - 乙酰葡糖胺（PNAG）生物形式合成，经脱乙酰化形成成熟的胞外多糖。脱乙酰化对于维持PIA的正常功能、表面附着和生物膜形成至关重要，例如在表皮葡萄球菌和金黄色葡萄球菌中，IcaB 蛋白对 PNAG 脱乙酰化是形成坚固且具有毒性的PIA相关生物膜的前提条件。由于缺乏研究PIA的有效试剂和技术，对PIA多糖链中脱乙酰化的程度、位置和方式都尚不明确。尽管针对 PIA 的研究有一定进展，如抗 PNAG 单克隆抗体 F598 已进入二期临床，对多种致病性微生物有强结合能力，在动物模型中也显示出一定疗效，且合成的脱乙酰化PNAG在疫苗开发方面表现出明显优势，但这些成果仍无法满足临床需求。

文章题目为“Insights into biofilm architecture and maturation enable improved clinical strategies for exopolysaccharide-targeting therapeutics”于2024年12月发表在Cell Chemical Biology杂志，作者来自美国国家癌症研究所化学生物学实验室。

该团队使用生物芯片点样仪将873种不同的糖复合物（PNAG、糖蛋白、糖肽、糖脂、聚糖等）点印在PolyAn 2D环氧修饰的功能化玻片上，并使用125 - 200μg/mL的单克隆抗体TG10和F598孵育，随后使用Cy3标记的荧光二抗结合，结果采用Innopsys荧光扫描仪进行统计分析，数据显示抗体有良好的选择性，仅对PNAG有相互作用。在对PNAG多糖序列设计时，主要针对5个不同的PNAG乙酰化位点，数字1代表乙酰化，0代表去乙酰化，发现抗体TG10主要结合去乙酰化PNAG、抗体F598主要结合乙酰化PNAG，如图1

图1：根据乙酰化程度带电荷的不同设计出32种不同PNAG，其与抗体结合后的荧光结果统计图

继而对抗体的结合动力学进行分析，使用芯片点样仪将59种聚糖样品和对照（浓度为1mg/mL的PBS溶液）打印到Plexera SPRi芯片表面。点印区域14mm×14mm，样品重复打印4次，形成一个15×16的微阵列。打印完成后，芯片在真空环境下避光干燥过夜，然后用 365nm UV光照射15分钟进行光交联。交联后，用PBS和去离子水对芯片进行清洗，之后将其组装到流动池中，并放入仪器中进行测试。以1xPBS含1% BSA作为运行缓冲液，调整SPRi的光学位置，待基线稳定后开始结合实验。将抗体注入流动池，设定250秒的结合时间和600秒的解离时间，流速为2mL/s。使用甘氨酸-HCl（10mM, pH2.0）作为再生缓冲液。为了获得完整的滴定曲线，使用稀释法将抗体浓度设定在100nM 至0.78nM的范围内进行检测。结果使用Plexera SPR Data Analysis 软件（Plexera）和 GraphPad Prism 10 （Dotmatics）进行分析，发现TG10和PNAG（00000）之间的KD值为9.7±0.6 nM，如图2。

图2：PlexArray HT仪器采用SPRi方法进行动态结合动力学过程分析，给不同浓度的TG10进行结合检测，发现随着剂量与结合的去乙酰化PNAG成正比（图C），给予定量100 nM TG10与32种不同的PNAG动力学检测（图D），不同浓度的TG10与去乙酰化PNAG (00000) 的结合效果（图E）

研究结果发现，生物膜内 PIA 存在高度乙酰化和脱乙酰化的不同区域，且这些区域在生物膜成熟过程中呈现动态变化，且能特异性结合高度脱乙酰化PNAG的单克隆抗体 TG10，与临床二期试验中的 F598 抗体结合特性互补，分别识别生物膜中不同乙酰化状态的PIA区域。研究深化了对PIA结构和成熟过程的理解，为开发靶向PIA的治疗药物、完善疫苗和诊断试剂的设计提供了重要依据。

原文链接：https://doi.org/10.1016/j.chembiol.2024.11.005

Arrayjet位于英国爱丁堡，专注于提供生物芯片应用领域的解决方案及服务。Mercury系列微量-皮升级／纳升级点样仪产品采用独特的飞行喷墨点样技术实现行业第一的快速、非接触式微量液体处理。同时上万种不同样品可以进行快速点样，更低的上样体积可有效减少样品损失，使您的珍贵样品物尽其用。

Innopsys 成立于1999年。总部位于法国，一直致力于生物医学领域相关仪器和软件的自主研发和生产。Innoscan系列扫描仪，采用先进的共聚焦PMT检测器和多激光扫描光路，可以同时进行多通道荧光检测。在基因组和蛋白组表达，肿瘤特异性标志筛查，病理组织筛查等方面都有非常广泛的应用。

普芯生物，源于美国Lumera（2003年成立）生物检测部，2009年Plexera 成立，致力于研发无标记高通量SPRi系统和芯片药物筛选技术，2018年推出第一代PlexArray HT 并不断迭代，2023底年正式推出由苏州普芯在国内自主研发、国内硬件生产和组装同时重新设计软件系统的PlexArray HT Ultra系列。

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