郑州大学ACS Macro Lett. | 大环分子助力抗感染研究:胍基化柱[5]芳烃为真菌性角膜炎治疗提供新策略
英文原题：Guanidine-Functionalized Pillar[5]arene Exhibits Antifungal Activity for Fungal Keratitis
通讯作者：徐慎刚、李景果（郑州大学）
作者：Xinyu Gu, Xiwen Geng, Chiyin Zhang, Wei Zhang, Jun Shi, Zhanrong Li, Jingguo Li*, Shengang Xu*
真菌性角膜炎是一种严重威胁视力的感染性眼病，常由腐皮镰刀菌（Fusarium solani，F. solani）等病原真菌引起。由于角膜本身具有致密的屏障结构，加之泪液冲刷和眨眼作用，大多数眼用药物难以有效穿透角膜屏障并到达病灶部位，因此临床治疗往往需要频繁给药，疗程长且治疗效果有限。开发兼具高效抗真菌活性和优异角膜递送性能的新型眼用材料，一直是该领域的重要挑战。
近日，郑州大学徐慎刚教授和李景果研究员团队设计并合成了一种胍基功能化柱[5]芳烃（P5A-Gu），将其应用于真菌性角膜炎的研究工作。实验结果表明，该大环分子不仅具有优异的抗真菌活性，同时展现出良好的角膜穿透能力和体内干预效果。
从大环分子到功能化抗真菌材料
柱芳烃是一类具有刚性柱状结构的新型大环化合物。研究团队以柱[5]芳烃为骨架，通过点击化学引入多个胍基功能单元，成功构建了具有正电荷的P5A-Gu分子。
图1. (A) P5A-Gu的合成路线，(B) 中间体P5A-Alkyne、功能化合物Gu-N3和目标产物P5A-Gu的1H NMR谱图和(C) FT-IR谱图，(D) P5A-Gu水溶液中的透射率和Zeta电位。
优异的体外抗真菌性能和角膜透过能力
P5A-Gu在体外条件下能够以极低的药物浓度（1 μg/mL）高效抑制并杀灭F. solani，其抗真菌效果优于临床一线抗真菌药物伏立康唑（Vor），表现出良好的体外抗真菌潜力（图2A-E）。
对于眼部感染治疗而言，仅具有抗菌活性并不足够，药物能否有效穿透角膜屏障同样至关重要。研究团队利用荧光标记技术考察了P5A-Gu在小鼠眼表的分布情况。共聚焦显微成像结果（图2F）显示，P5A-Gu能够快速进入角膜组织，并向更深层区域分布。相比部分传统眼用药物存在的泪液清除较快问题，P5A-Gu表现出更优异的角膜组织渗透能力。
图2. (A) P5A-Gu 对 F. solani 的最小抑制浓度(MIC)的确定，(B) F. solani在不同时间下，用P5A-Gu处理的图像：分别为2 MIC和5 MIC，最小抑制浓度(MIC)= 1 μg/mL，(C)不同时间下P5A-Gu处理后F. solani的存活率变化，(D)不同处理下的F. solani荧光活死图像，(E)不同处理组F. solani菌丝和孢子的SEM图像，(F) P5A-Gu在激光共聚焦显微镜下的体内角膜渗透行为随时间变化。
出色的真菌性角膜炎干预效果
为了进一步验证其治疗潜力，研究团队建立了F. solani诱导的小鼠真菌性角膜炎模型。实验结果显示，P5A-Gu处理后，小鼠角膜混浊程度明显降低，炎症反应显著减轻。裂隙灯观察和组织学分析均表明，该材料能够有效抑制感染进展，促进角膜组织修复。与临床常用抗真菌药物Vor相比，P5A-Gu展现出优异的治疗效果。
图3. (A) F. solani感染的真菌性角膜炎小鼠模型构建及治疗概况示意图，不同组治疗的角膜炎小鼠的(B)弥散光、(C)裂隙灯和(D)荧光素钠染色代表性角膜照片，(E)不同治疗组真菌性角膜炎的临床评分。
总结与展望
该研究展示了功能化柱芳烃在眼部药物递送和抗感染治疗领域的应用潜力。通过合理的分子设计，研究人员成功实现了抗真菌活性与角膜渗透性能的协同提升，为开发新型多功能性眼用抗感染材料提供了新的设计思路，为感染性疾病的同步干预提供了基础。
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Guanidine-Functionalized Pillar[5]arene Exhibits Antifungal Activity for Fungal Keratitis
Xinyu Gu, Xiwen Geng, Chiyin Zhang, Wei Zhang, Jun Shi, Zhanrong Li, Jingguo Li*, Shengang Xu*
ACS Macro Lett.2026, 15, 6, 813–821
https://doi.org/10.1021/acsmacrolett.6c00112
Published June 3, 2026
© 2026 American Chemical Society
（本稿件来自ACS Publications）
