富含黄质甾醇的提取物能够促进金黄色葡萄球菌（Staphylococcus aureus）的生物膜形成，并增强其对抗氧化应激的能力

《Microbiology Spectrum》：Staphyloxanthin-enriched extracts promote biofilm formation and oxidative stress resistance in Staphylococcus aureus

1. 金黄色葡萄球菌甲醇提取物通过增强抗氧化能力及调控粘附相关基因（如fnbB、clfA/B）和自溶抑制基因（lytR、lrgA）的表达，显著促进生物膜形成，其核心活性成分为色氨酸（STX）。

　　本研究探讨了金黄色葡萄球菌（*Staphylococcus aureus*）的甲醇提取物（MES）对生物膜形成和抗氧化能力的影响。金黄色葡萄球菌是一种引起广泛感染的条件性病原体，其对多种抗生素的耐药性不断上升，且具有形成生物膜的能力，这使得它在临床治疗中面临巨大挑战。生物膜的形成是细菌在宿主环境中增强生存能力的重要策略，因为它能帮助细菌逃避宿主免疫系统的攻击，并提高对抗生素的抵抗力。此外，金黄色葡萄球菌的生物膜基质富含类胡萝卜素，尤其是主要的类胡萝卜素——金黄色葡萄球菌类胡萝卜素（STX），它在细菌的生长后期积累，并具有多种生物学功能，如清除活性氧（ROS）和抑制抗菌肽的作用，从而增强其致病性。

研究发现，MES能够显著促进原本生物膜形成能力较弱的金黄色葡萄球菌菌株的生物膜形成。通过转录分析，研究人员发现MES上调了多个与生物膜形成相关的基因，包括纤维连接蛋白结合蛋白A（*fnbA*/*fnbB*）、丝氨酸-天冬氨酸重复蛋白D（*sdrD*）、凝集因子A/B（*clfA/B*）、弹性蛋白结合蛋白（*ebpS*）和纤维蛋白原结合蛋白（*fib*）。同时，MES还下调了与自溶相关的基因，如*lytR*和*lrgA*。这表明MES可能通过调节这些基因的表达来增强生物膜的形成。此外，MES还提高了这些菌株对全血介导的杀灭和抗氧化能力。这些结果不仅揭示了STX在生物膜形成中的作用，还为开发针对金黄色葡萄球菌感染的治疗策略提供了新的视角。

为了进一步探讨STX在MES中的作用，研究人员使用了来自USA300 LAC菌株的*crtM*和*crtN*突变体的甲醇提取物，并将其应用于生物膜形成能力较弱的菌株。这些实验间接表明，STX在MES中是促进生物膜形成的关键成分。研究还发现，MES显著提高了金黄色葡萄球菌生物膜中蛋白质和eDNA（胞外DNA）的含量。这些结果提示，MES可能通过促进蛋白质分泌和eDNA释放来增强生物膜的结构稳定性。

研究进一步揭示了MES对金黄色葡萄球菌的生物膜形成和抗氧化能力的增强作用。通过使用DCFH-DA（二氯荧光素二乙酸酯）检测ROS水平，研究人员发现MES处理后，MR2和MR33菌株的ROS水平显著增加，而Newman菌株则没有明显变化。这表明MES可能通过诱导ROS的产生，从而触发生物膜形成作为保护机制。此外，MES处理后的菌株在全血中表现出更强的存活能力，说明其具有增强抗宿主免疫系统的能力。

研究还指出，MES的成分不仅包括STX，还可能包含其他代谢产物。然而，由于当前研究使用的是粗提物，无法完全确认STX在其中的具体作用。因此，未来的研究需要进一步分离和纯化MES中的成分，以明确其在生物膜形成和抗氧化中的具体机制。此外，所有实验均在体外条件下进行，因此，进一步研究应考虑在更复杂的体内模型中验证这些发现。

在实验方法方面，研究人员首先通过将金黄色葡萄球菌菌株接种在哥伦比亚血琼脂平板上进行培养，随后收集菌落并用双蒸水洗涤两次。经过离心后，将菌体悬浮于99%甲醇中，并在37°C下摇动24小时。最后，通过离心测量OD450值以评估提取效果。在评估生物膜形成时，使用了结晶紫半定量检测法和共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）分析。结果显示，MES处理显著提高了生物膜的生物量，而溶剂对照组（甲醇）则对生物膜的形成几乎没有影响。此外，通过酶解实验发现，使用DNase I和蛋白酶K处理MES增强的生物膜后，其结构稳定性明显降低，表明生物膜的主要成分是蛋白质和eDNA。

本研究的局限性在于，使用的MES是未经纯化的粗提物，因此无法排除其他代谢产物的干扰。为了更准确地确定STX的作用，未来的研究应采用纯化后的STX进行实验。此外，所有实验均在体外进行，因此需要建立更复杂的体内模型来进一步验证这些发现。综上所述，本研究为理解金黄色葡萄球菌类胡萝卜素在生物膜形成和抗宿主免疫中的作用提供了新的视角，并为未来的抗菌策略提供了理论依据。