鱼腥草素钠抑制金黄色葡萄球菌生物被膜的分子机制初步研究

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金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,S. aureus)是一种在生活空间中广泛存在的条件致病菌,属于人兽共患病原菌,在人类健康和畜禽养殖领域有较大危害。金黄色葡萄球菌可在机体多处引发感染,临床上表现为局部炎症或全身性综合症状。金黄色葡萄球菌临床感染的治疗多使用抗生素类药物,但近年来,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin-resistant Staphylococcus aureus,MRSA)引发的感染引起人们广泛关注。该菌感染力强,致病性高,传播范围广,并且具有较高的耐药性,大多数抗生素难以治疗,一旦重度感染就会危及生命。同时,因金黄色葡萄球菌能够在感染部位形成生物被膜,不仅提高了细菌耐药性,同时可以形成反复性感染或潜伏性感染,即加重了患者痛苦,又增加了治疗难度。由此,越来越多的科研学者开始关注并研究金黄色葡萄球菌及生物被膜,其方向包括金黄色葡萄球菌生物被膜的形成机制和调控、耐药性相关分子机制、及抗生物被膜新型药物筛选和开发等各个方面。我国是中草药资源大国,中药使用历史悠久,因而在新型抗生素研究领域有得天独厚的优势。在科学技术的引领下,中药的研究和开发和研究将会为耐药菌治疗提供新思路,新方法和新空间。本研究通过微量稀释法和琼脂平板法测定了鱼腥草素钠(SH)体外作用金黄色葡萄球菌标准株ATCC25923和临床分离株UAMS-1浮游菌的最低抑菌浓度(MIC)和最低杀菌浓度(MBC);绘制抑菌曲线;利用细胞培养板进行金黄色葡萄球菌生物被膜体外培养;通过结晶紫鉴定金黄色葡萄球菌临床分离株UAMS-1的形成生物被膜能力,进一步通过激光共聚焦显微镜进行观察;通过琼脂平板法测定鱼腥草素钠作用金黄色葡萄球菌标准株ATCC25923和临床分离株UAMS-1生物被膜的最低抑膜浓度(MIBC)和最低杀膜浓度(MBBC);并通过激光共聚焦显微镜考察了鱼腥草素钠作用金黄色葡萄球菌标准株ATCC25923形成生物被膜不同阶段的生物活性。实验结果显示,鱼腥草素钠有较好的抑制金黄色葡萄球菌生长活性,对于标准株ATCC25923和临床分离株UAMS-1的MIC和MBC分别为16μg/mL和32μg/mL;体外成功培养金黄色葡萄球菌生物被膜,金葡菌标准株ATCC25923和临床分离株UAMS-1均能够形成成熟生物被膜并且结构相似,培养两天的生物被膜结构更加厚实、致密;鱼腥草素钠抑制金葡菌标准株ATCC25923和临床分离株UAMS-1成熟生物被膜能力差,MIBC和MBBC均>1024μg/mL;值得注意的是,8μg/mL鱼腥草素钠药物即可以抑制金葡菌标准株ATCC25923早期阶段生物被膜形成。通过酶谱实验测定了鱼腥草素钠作用金葡菌标准株ATCC25923胞外水解酶活性;制备铁表面调节因子A(IsdA)蛋白多克隆抗体,并进一步通过Westernblot技术检测了鱼腥草素钠对标准株ATCC25923IsdA蛋白及毒力因子α-溶血素、肠毒素A(SEA)和肠毒素B(SEB)表达的影响。结果显示,鱼腥草素钠能够抑制金黄色葡萄球菌胞外水解酶活性;亚抑菌浓度鱼腥草素钠能够抑制金葡菌IsdA及毒力因子α-溶血素、SEA和SEB的表达。本研究初步探讨了鱼腥草素钠抑制金黄色葡萄球菌生物被膜的分子机制,为鱼腥草素钠治疗金黄色葡萄球菌感染提供了理论依据,同时也为鱼腥草素钠的科学研究和临床应用打下了坚实基础。
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