从芹菜内生真菌中挖掘抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的宝藏

【字体: 时间:2025年03月09日 来源:Microbial Cell Factories 4.3

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  为解决 MRSA 感染治疗难题,研究人员对芹菜内生真菌进行研究,发现其提取物有抗 MRSA 潜力。

  在医学的战场上,耐药菌就像一群日益猖獗的 “超级敌人”,给人类健康带来了巨大威胁。其中,耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)更是臭名昭著,它对多种抗生素产生了抗性,使得与之对抗变得愈发艰难。MRSA 引发的感染,如皮肤和软组织感染、血流感染以及肺炎等,不仅治疗棘手,还严重影响患者的康复进程和生活质量。传统抗生素在面对 MRSA 时逐渐力不从心,寻找新型抗菌药物迫在眉睫。在此背景下,植物内生真菌成为了科研人员眼中的希望之光。
来自埃及、沙特阿拉伯、德国等多个国家研究机构的研究人员,针对这一难题展开了深入研究。他们将目光聚焦于与芹菜(Apium graveolens)种子相关的内生真菌 —— 曲霉属(Aspergillus sp.),对其进行代谢组学分析,并评估该真菌提取物的抗 MRSA 潜力。研究成果发表在《Microbial Cell Factories》上。

为了开展这项研究,研究人员主要运用了以下几种关键技术方法:首先是内生真菌的分离与鉴定技术,从芹菜种子组织中分离出内生真菌,并通过形态学、显微镜观察以及分子生物学方法确定其为曲霉属;其次是代谢组学分析技术,利用液相色谱 - 高分辨率电喷雾电离质谱(LC - HR - ESI - MS)对真菌提取物进行分析,以鉴定其中的代谢产物;最后是分子对接等计算机模拟技术,用于研究化合物与 MRSA 相关靶点的结合相互作用。

研究结果如下:

  • 真菌鉴定与系统发育多样性:通过对内部转录间隔区(ITS 1 和 2)和部分 18S rRNA 基因序列的系统发育分析,确定真菌菌株 SH1 属于曲霉属黑曲霉组。
  • 代谢组学分析:运用 HR - ESI - MS 技术,在曲霉属提取物中鉴定出 27 种具有不同化学性质的化合物,包括聚酮化合物、生物碱、环三肽、聚丙酸酯衍生物和倍半萜等。
  • 抗 MRSA 活性:采用定量抗菌试验的 IC50评估提取物的抗菌潜力,结果显示该真菌提取物对 MRSA 具有强大的抑制作用,IC50值为 3.5 μg/mL,优于对照药物环丙沙星(IC50=25.7 μg/mL),表明提取物中含有具有抗 MRSA 活性的代谢产物。
  • 计算机模拟研究
    • 蛋白质 - 蛋白质相互作用网络构建:将相关蛋白质输入 STRING 数据库,构建蛋白质 - 蛋白质相互作用(PPI)网络,并利用 Cytoscape 软件进行可视化和分析,确定了 TNF、IL6 和 FN1 等关键枢纽蛋白。
    • 基因本体富集分析:通过 Shiny GO v0.80 进行基因本体(GO)富集分析,揭示了与抗 MRSA 感染相关的生物过程、细胞成分和分子功能相关的术语,为寻找潜在药物靶点提供了方向。
    • KEGG 通路富集分析:KEGG 富集分析表明,TLR 信号通路和 TNF 信号通路与 MRSA 感染密切相关。
    • 分子建模研究:对 TLR2、VWF、TNF - α 和 PBP2a 进行分子建模,评估 27 种代谢物的结合亲和力。结果显示,化合物 2、9、15、16、20、22、23 和 25 与这些潜在靶点具有增强的结合亲和力,有望成为开发新型抗 MRSA 治疗药物的先导分子。


研究结论和讨论部分指出,该研究从曲霉属内生真菌中鉴定出多种生物活性化合物,其粗提取物展现出强大的抗 MRSA 活性,且部分化合物与关键靶点的结合亲和力良好。这一研究成果为开发新型抗 MRSA 药物开辟了新的途径,凸显了真菌内生菌作为抗 MRSA 药物来源的巨大潜力。后续研究可进一步分离和纯化这些有前景的生物活性化合物,开展体内评估,并探索它们与现有抗生素的协同效应,为应对抗生素耐药性问题提供更多有效的解决方案,在抗击 MRSA 感染的战斗中迈出了重要的一步。
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