诺吉森苷Ft1通过干扰大肠杆菌自身的抗菌机制，增强了庆大霉素对大肠杆菌的疗效

《BMC Microbiology》：Notoginsenoside Ft1 enhances the effectiveness of gentamicin against Escherichia coli by interfering with intrinsic antibacterial mechanisms

协同抗菌：Notoginsenoside Ft1通过抑制AcrAB-TolC efflux泵及破坏细菌膜结构增强Gentamicin疗效，减少耐药性进化与生物膜形成，并在体外及Galleria mellonella、小鼠感染模型中验证协同抗菌活性。

　　抗生素耐药性是全球医疗领域面临的一项严峻挑战，尤其是在治疗革兰氏阴性菌引起的感染时，这一问题尤为突出。以大肠杆菌（*E. coli*）为例，它不仅是一种常见的共生菌，也能够引发多种社区获得性和医院获得性感染。随着抗生素的广泛使用，尤其是如庆大霉素（Gentamicin）这类药物，其疗效正逐渐减弱，而耐药性细菌的出现则加剧了这一问题。因此，寻找有效的抗生素增效剂，成为延缓抗生素耐药性发展和恢复现有抗生素疗效的关键策略之一。

本研究聚焦于从传统中药植物三七（Panax notoginseng）中提取的活性成分——三七皂苷FT1（Notoginsenoside Ft1），探讨其是否能够作为庆大霉素的增效剂，用于治疗由AcrAB-TolC系统介导耐药性的大肠杆菌感染。研究结果显示，三七皂苷FT1不仅能够显著提升庆大霉素对大肠杆菌的抗菌效果，还能够抑制庆大霉素耐药性的进化，并有效抑制细菌生物膜的形成。这些发现为开发新型抗生素增效策略提供了重要的理论基础和实验支持。

在体外实验中，通过最小抑菌浓度（MIC）测定、时间杀灭实验和后抗生素效应（PAE）分析，研究人员发现三七皂苷FT1与庆大霉素的协同作用能够显著提高对耐药菌株的杀灭效果。特别是当三七皂苷FT1浓度达到400 μM时，其对庆大霉素敏感性的影响甚至可以达到16倍。这一协同效应不仅体现在细菌数量的减少上，还表现为细菌形态的显著改变，如细胞壁破裂和内容物泄漏，这表明三七皂苷FT1能够有效破坏细菌细胞结构，增强抗生素的抗菌作用。

进一步的研究揭示了三七皂苷FT1如何影响细菌的细胞膜通透性和代谢平衡。通过扫描电镜观察，研究发现单独使用庆大霉素或三七皂苷FT1对大肠杆菌的形态影响有限，但两者结合时，细菌表面出现显著皱缩、塌陷和裂解现象，这表明它们的协同作用可能通过干扰细胞膜完整性来实现。此外，通过检测细胞膜的内外渗透性，研究发现三七皂苷FT1能够增强细胞膜的渗透性，从而降低细菌的耐药性。同时，三七皂苷FT1还影响了细胞内的ATP水平，减少了细菌的能量供应，进一步削弱了其生存能力。

研究还表明，三七皂苷FT1能够干扰细菌的氧化应激状态。通过检测活性氧（ROS）和超氧化物歧化酶（SOD）的水平，发现三七皂苷FT1单独使用时，能够促进ROS的积累，而与庆大霉素联合使用时，这种效果更加显著。这表明三七皂苷FT1可能通过诱导氧化应激，破坏细菌的抗氧化机制，从而增强庆大霉素的杀菌能力。同时，三七皂苷FT1对细菌的代谢通路，如三羧酸循环（TCA cycle）和NAD+/NADH比例的变化，也表明其能够干扰细菌的代谢平衡，影响其正常的生理活动。

为了验证三七皂苷FT1在体内对庆大霉素的增效作用，研究人员采用果蝇幼虫（Galleria mellonella）感染模型和小鼠腹腔感染模型进行实验。结果显示，在果蝇幼虫模型中，三七皂苷FT1与庆大霉素联合使用显著提高了幼虫的存活率，并有效降低了细菌负荷。同样，在小鼠模型中，这种组合治疗也显著提升了小鼠的生存率，并改善了肝脏、脾脏和肾脏的病理损伤。此外，通过检测血清中的炎症因子，如TNF-α、IL-1β、IL-2、IL-6、IL-8和IL-4，发现三七皂苷FT1不仅增强了庆大霉素的抗菌效果，还能够调节宿主的免疫反应，降低炎症因子的水平，促进IL-4的产生，这可能有助于减轻感染引起的免疫过度反应。

研究还进一步探讨了三七皂苷FT1如何影响细菌的AcrAB-TolC外排泵系统。通过转录组分析和分子对接实验，研究人员发现三七皂苷FT1能够与该系统的三个核心蛋白（AcrA、AcrB和TolC）结合，从而干扰其功能。这种干扰可能通过阻断外排泵的活性位点，使得庆大霉素更难被细菌排出，从而增强其抗菌效果。同时，三七皂苷FT1还能够通过破坏细菌的质子动力势（PMF），进一步削弱外排泵的活动，促进抗生素在细胞内的积累。

值得注意的是，三七皂苷FT1本身并不具有显著的抗菌活性，这使其成为理想的抗生素增效剂。这种特性意味着，三七皂苷FT1不会因自身抗菌作用而引发细菌的耐药性进化，从而避免了传统抗生素增效剂可能带来的副作用。此外，三七皂苷FT1还能够通过调节宿主的免疫反应，提高治疗效果，这为其在临床中的应用提供了额外的支持。

在生物膜形成方面，三七皂苷FT1与庆大霉素的联合使用显著降低了大肠杆菌的生物膜形成能力。生物膜是细菌对抗抗生素治疗的一个重要机制，它能够保护细菌免受抗生素的攻击，从而导致慢性感染和治疗失败。通过结晶紫染色法和共聚焦显微镜观察，研究人员发现三七皂苷FT1能够有效抑制生物膜的形成，这为治疗与生物膜相关的感染提供了新的思路。

综上所述，三七皂苷FT1作为一种传统中药成分，展现出作为庆大霉素增效剂的巨大潜力。它不仅能够通过干扰细菌的外排泵系统，提高抗生素的抗菌效果，还能够通过调节细菌的代谢状态和细胞膜通透性，进一步增强其抗菌能力。同时，三七皂苷FT1在体内实验中也表现出良好的协同作用，能够有效提升抗生素的治疗效果，降低感染的严重程度，并改善宿主的免疫反应。这些发现为开发新型抗生素治疗方案提供了重要的参考，并为未来的研究指明了方向。

尽管本研究取得了诸多成果，但仍存在一些局限性。例如，未对突变株进行进一步实验，以全面评估三七皂苷FT1的抗菌机制；同时，三七皂苷FT1的长期毒性和安全性也需要进一步研究。此外，如何优化三七皂苷FT1的结构-活性关系，以提高其抗菌效果和减少可能的副作用，也是未来研究的重要方向。

未来的研究可以进一步探索三七皂苷FT1与其他抗生素的协同作用，以及其在不同病原体中的应用潜力。此外，还可以通过结构修饰和分子优化，提高其抗菌效果和稳定性，使其更适用于临床治疗。这些研究不仅有助于应对当前抗生素耐药性问题，也为开发基于天然产物的新型抗菌策略提供了重要的理论依据和实践基础。