2025年3月14日，西湖大学理学院王怀民团队与生命科学学院黄晶团队合作，在Nature子刊Nature Materials上发表了题为“De novo design of self-assembling peptides with antimicrobial activity guided by deep learning” 的研究论文，该研究报告了一种基于深度学习的迁移学习模型——TransSAFP，从头设计了具有抗菌活性的新型SAFP，以应对当前的细菌耐药性问题。

该方法整合了非天然氨基酸用于增强的肽自组装，并有效地预测了具有最小实验注释的自组装肽材料的功能活性。所设计的自组装肽前导肽在小鼠体内显示出优异的抗肠道细菌感染的治疗效果。

此外，它表现出增强的生物膜根除能力，并且不会诱导获得性耐药性。机理研究表明，设计的SAFP p45能够在细菌膜表面自组装为纳米纤维结构，通过物理方式破坏其膜结构，从而杀灭细菌，避免了传统抗生素的靶点依赖性耐药机制。

文章中利用细菌外膜透性实验（NPN法）来检测细菌细胞膜的通透性变化，从而研究细菌的生理状态和对外界环境的响应。如果细胞外膜通透性增加，NPN进入细胞内部，荧光强度会增加‌。

具体实验流程是：

鼠伤寒沙门氏菌在BHIB中培养至595nm处的光密度（OD595）为0.8，将细菌溶液以7000rpm（9860g）离心5分钟，去除上清，用PBS重并洗涤三次。将50μl NPN溶液（40μM）加入96孔板中的50μl细菌溶液中，p45组加入100ul2X浓度的肽溶液，Control组加入100ulPBS。

信号检测采用Varioskan LUX (Thermofisher)，配备有荧光动力学检测功能，使用以下设置：

检测温度：37℃；

总测量时间：30min；

激发光波长：350nm；

发射光波长：420nm。

实验结果表明：p45中断鼠伤寒沙门氏菌外膜的完整性，导致NPN荧光信号随时间增加。

接着研究者做了生物膜形成和消除实验。具体实验流程是：

鼠伤寒沙门氏菌首先在平底96孔板中培养三天，每隔24h将96孔板中菌液倒出，用PBS洗涤三次以洗去未形成生物膜的菌体。用200μl的p45肽溶液浸泡4小时后用PBS洗涤以去除肽和浮游细菌。同时，将经PBS处理的生物膜设置为阴性对照，将空孔定义为阳性对照。加入100µL0.1%结晶紫溶液，静止10min使生物膜充分染色。吸出结晶紫溶液，用PBS洗涤三次。向培养孔中加入100µL90%乙醇溶液，静止10min充分溶解结晶紫。在595nm处测量每个孔所得的溶液吸光度。信号检测采用Varioskan LUX (Thermofisher)。

相对生物膜质量通过以下公式计算：

相对生物膜质量=（OD−OD阳性对照）/（OD阴性对照−OD阳性对照）

实验结果表明：已建立的生物膜经过p45处理4小时后几乎完全消除，与对照组相比P＜0.0001，而CIp环丙沙星组约90%的生物膜在治疗后仍然存在。