传统抗生素耐药问题日趋严峻,耐药菌引起的多种疾病,如肺炎、脑膜炎、烧烫伤感染、糖尿病足溃疡感染、败血症等严重威胁人类生命健康。目前耐万古霉素金黄色葡萄球菌（VRSA）、耐碳青霉烯大肠杆菌（CREC）、耐多药铜绿假单胞菌（MRPA）等耐药菌引起的感染,在临床中缺乏有效的抗生素药物,且耐药问题一旦发生,同类药物药效大幅度降低,新型抗耐药菌药物的开发迫在眉睫。Cathelicidin宿主防御肽是脊椎动物宿主免疫防御系统的重要组成部分,具有广谱抗菌活性、抗炎活性、免疫调节活性,且不易引起细菌耐药问题,具有巨大开发前景。作为新型抗感染候选药物,多种cathelicidins正处于治疗感染的临床研究中。但cathelicidin作为肽类药物存在体内药效差,且常伴有溶血毒性等缺点,对此挖掘新型cathelicidin模板肽,并进行稳定性提升、毒性减弱等改造工作具有重要意义。国内尚没有处于临床研究的cathelicidin药物,对其进行拟临床前研究,有利于推进国内cathelicidin药物的发展。本课题从青环海蛇体内发现一条全新cathelicidin—Hc-CATH,对其进行系统的构效关系研究、结构改造研究,及将改造体拟开发为糖尿病足溃疡凝胶剂,具体研究成果如下:（1）通过RACE扩增法,首次从海洋爬行类动物中发现cathelicidin—Hc-CATH,通过组织表达谱研究结果表明,Hc-CATH在海蛇宿主防御过程发挥重要作用。（2）Hc-CATH活性筛选与构效关系研究结果表明:Hc-CATH具有广谱抗菌活性,最小抑菌浓度在0.16-20.67 μM之间;Hc-CATH可以直接吸附在细菌上,导致细胞溶胀快速破裂而亡;Hc-CATH可以与LPS和TLR4/MD2复合物双重作用,抑制MAPK炎症通路发生,阻止炎症因子过度表达;构效关系研究表明,Hc-CATH的N端的两亲性α螺旋结构在抗菌、抗炎活性中发挥重要作用。综上研究结果,Hc-CATH是抗感染肽类药物改造的优良模板。（3）Hc-CATH结构改造及稳定性优化研究:以Hc-CATH为模板通过N端、C端氨基酸删减法,设计15条改造肽,对其进行活性筛选,获得抗菌抗炎作用最强的HC1、HC2、HC3。以毒性最低的改造体HC1为模板,进行稳定性改造获得HC1-D2。RP-HPLC结果表明其与血清孵育48h几乎没有降解,而模板HC1仅2min降解60%,证明HC1-D2具有极强血清稳定性。HC1-D2对耐药菌有效,具有清除细胞膜和快速杀菌作用。体内药效实验显示,HC1-D2可降低腹腔和脾脏内感染菌的数量,提高耐药菌VRSA、CREC、MRPA感染鼠的存活率,并显著降低感染鼠体内促炎细胞因子（TNF-α,IL-6）的表达。另外,HC1-D2可增加健康鼠腹腔中性粒细胞和炎性单核细胞的数量和趋化因子MCP-1的表达,但对促炎细胞因子TNF-α的产生无影响,说明HC1-D2在生物体内的调节活性是有选择性的。综上研究结果,HC1-D2可为抗感染肽体内应用提供参考。（4）糖尿病足溃疡由于耐药菌感染、伤口难愈合、易复发等因素具有高截肢率、高死亡率特点。本研究,选取抗菌活性最强、序列更短的最优改造体HC3,拟开发为外用凝胶剂用于糖尿病足溃疡的治疗。按照临床前化学药物研究技术指导原则附加肽类药物特有的检查项,对HC3进行结构确证、初步质量研究、稳定性考察、药效研究和初步安全性评价实验。稳定性考察结果表明HC3对光照、湿度、温度等因素极为敏感,其产品需注意避光、密封和低温保存。在大鼠糖尿病溃疡模型中,与磺胺嘧啶乳膏相比,HC3具有显著的清除伤口感染、促进伤口愈合的作用。另外,对HC3进行初步安全性考察,未发现HC3有任何不良反应,安全性高,适合开发为糖尿病足溃疡治疗药物。综上所述,本论文发现一条来源于海洋爬行动物的全新cathelicidin—Hc-CATH,通过构效关系研究和序列改造,成功获得序列更短、毒性更低且保留模板活性的改造体HC1和HC3。对毒性更低的HC1进行稳定性优化,提升了其体内药效,可为多肽抗生素的体内应用提供数据支持;对抗菌活性更强的HC3进行凝胶剂开发,有望成为糖尿病溃疡治疗的新型候选药物。