异鼠李素抗金黄色葡萄球菌α溶血素和分选酶A作用研究

发布时间：2019-02-15 14:38

【摘要】：金黄色葡萄球菌(金葡菌)是临床上一种常见的革兰氏阳性球菌,由于其对营养成分的低要求和极高的环境适应性,在自然界中的分布十分广泛。50%以上的健康人群中可检测到金葡菌,主要寄居于机体的腹股沟、会阴、新生儿脐带等处,还有少部分可在口咽部、肠道等部位寄植。其中,大部分金葡菌并没有致病性,但少数的金葡菌可以导致人和动物的多种致死性感染性疾病,如心内膜炎、肺炎和脑膜炎等。根据统计调查,金葡菌已经成为我国医院分离的革兰氏阳性菌中导致最多感染数量的细菌,且在革兰氏阳性菌中,金葡菌的分离比率也正逐年增加,这一情况不仅加重了临床治疗负担,对公众健康也造成了潜在的威胁。目前针对金葡菌感染的防治主要是应用抗生素,然而随着抗生素的滥用或长期使用,对细菌耐药性的诱导也是越演越烈,尤其是耐药性金葡菌的出现,如耐甲氧西林金葡菌和耐万古霉素金葡菌的出现,使得金黄色葡萄菌的治疗日益艰难。另外,金葡菌还能在环境恶劣时形成生物被膜,增加对恶劣环境的抗性,增加了清除难度。因此临床上迫切需要新的抗金葡菌,尤其是耐药性金葡菌的治疗药物或者治疗策略。近年来,随着分子生物学及其他学科的进一步发展,研究表明金葡菌的毒力因子(如溶血素、分选酶、肠毒素和TSST-1等)在细菌致病过程中都发挥着极其重要的作用,其中金葡菌分选酶A催化锚定的表面蛋白可协助病原菌的侵袭、粘附和生物被膜形成,随后其分泌的α溶血素可裂解各种靶器官或靶细胞,在金葡菌介导的多种动物模型中都发挥着至关重要甚至是不可或缺的作用。因此以上述毒力因子为靶标在天然化合物中进行抑制剂的筛选并研究受试化合物对金葡菌致病力的影响具有一定的社会意义和潜在的经济价值。因为抗毒力策略不仅对细菌选择压力小,不易诱导细菌耐药性的发生和发展,抗毒力药物也可与现有的抗生素联合使用而降低抗生素的使用以及延长抗生素的使用寿命。本研究中,通过溶血试验,我们发现异鼠李素在较低浓度下(2-16μg/m L)即可显著抑制金葡菌培养物上清溶血活性,蛋白免疫印迹试验结果证实在异鼠李素处理下可显著降低α溶血素的表达,但是异鼠李素对金葡菌的最小抑菌浓度大于1024μg/m L,而且在有效抑制细菌培养物上清溶血活性的有效浓度范围内(2-16μg/m L),异鼠李素对金葡菌的生长并无肉眼可见的抑制作用,表明异鼠李素对金葡菌的选择压力小,可特异性地抑制金葡菌α溶血素的表达。荧光定量PCR试验表明异鼠李素介导α溶血素表达量的下降是由于该化合物可剂量依赖性地抑制α溶血素编码基因hla及其上游正向调控系统Agr二元调控系统的转录。在细胞和细菌共培养体系内,加入异鼠李素可显著降低金葡菌介导的A549细胞损伤和细胞乳酸脱氢酶的释放量,表明异鼠李素在细胞感染水平上降低金葡菌的致病力。另外,本研究通过分选酶A活性抑制试验还发现较低浓度异鼠李素(2-16μg/m L)也可抑制分选酶A的催化活性。由于分选酶A可催化表面蛋白锚定,因此本研究进一步研究分析了异鼠李素处理下金葡菌与表面纤连蛋白的结合、生物被膜形成和侵袭宿主细胞的影响,结果表面异鼠李素可通过直接中和分选酶A的催化活性而降低金葡菌与纤连蛋白的结合、抑制金葡菌生物被膜形成以及阻碍金葡菌对宿主细胞J774的侵袭。通过滴鼻或尾静脉注射成功建立小鼠金葡菌肺炎或全身感染模型,与体外结果抑制,经异鼠李素治疗后,感染小鼠(肺炎模型和全身感染模型)的死亡率显著下降,靶器官内菌落定植数明显降低和病理性损伤显著缓解。上述研究结果表明,体外几乎无抗菌活性的异鼠李素在较低浓度范围内即可显著抑制金葡菌α溶血素的表达和直接中和金葡菌分选酶A的催化活性,体外和体内试验均证实异鼠李素处理下明显降低金葡菌的致病力。另外,由于分选酶A在大部分革兰氏阳性致病菌中相对比较保守,提示异鼠李素对其他革兰氏阳性致病菌分选酶A的催化活性也有一定的抑制作用。综上所述,本研究表明异鼠李素是一种潜在的抗金葡菌感染或其他革兰氏阳性致病菌感染的先导化合物,此外,本研究也为抗细菌性感染,尤其是耐药性致病菌感染的防治提供了新的治疗候选药物或潜在策略。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：吉林大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：R378.11

【相似文献】