紫草提取物通过抑制lasI/lasR基因表达抗铜绿假单胞菌群体感应的研究

《General and Comparative Endocrinology》：Evaluation of the antimicrobial activity of Arnebia euchroma extract and its influence on quorum sensing gene expression in Pseudomonas aeruginosa

本研究探讨了药用植物紫草（Arnebia euchroma）根部甲醇提取物对临床分离铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）的抗菌活性及其对群体感应（Quorum Sensing, QS）关键基因lasI和lasR表达的抑制作用。结果表明，该提取物具有显著的抗菌效果（MIC 62.5–250?μg/mL）并能有效抑制超过75%的QS基因表达，其作用与抗生素妥布霉素相当，为开发新型抗毒力策略提供了天然候选物。

　　

结果

紫草根部提取物表现出显著的抗菌效果，在琼脂平板上形成了清晰的抑菌圈。其最低抑菌浓度（Minimum Inhibitory Concentration, MIC）范围为62.5至250?μg/mL，而最低杀菌浓度（Minimum Bactericidal Concentration, MBC）则在125至250?μg/mL之间。所有测试的铜绿假单胞菌分离株均检测出lasI和lasR基因，并且在提取物存在下，这些基因的表达量被显著降低。该提取物抑制了超过75%的lasI和lasR基因表达，其效果与妥布霉素相当。在根部提取物中鉴定出的最丰富的化合物包括双丙酮醇、α-松油烯基乙酸酯和黄嘌呤核苷。

讨论

几个世纪以来，药用植物一直被用于治疗各种人类疾病。研究表明，一些植物提取物的抗菌效果可与某些抗生素相媲美。紫草根部传统上用于治疗烧伤创面感染，其提取物对铜绿假单胞菌表现出显著的抗菌活性。含有紫草的软膏用于铜绿假单胞菌烧伤感染已显示出快速的愈合效果。此外，该植物的抗氧化特性有助于伤口愈合过程。我们的研究结果表明，紫草提取物通过干扰群体感应（QS）系统，有效地抑制了铜绿假单胞菌生物膜的形成。这与之前的研究一致，表明植物化合物可以针对细菌的毒力因子。

结论

铜绿假单胞菌生物膜的形成是治疗该菌感染的主要挑战。群体感应（QS）机制调控细菌生物膜的形成；因此，破坏或干扰这一机制有助于防止生物膜形成并加速治疗过程。紫草根部提取物通过抑制生物膜形成，显示出良好的抗QS特性，这可能显著有助于降低耐药铜绿假单胞菌的毒力和致病性。