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在化妆品生产和使用中,微生物污染问题严峻,真菌耐药性不断增强。研究人员开展桧木醇(hinokitiol)对真菌膜影响的研究,发现其抗真菌活性强,且与膜中麦角甾醇(ergosterol)相互作用改变膜特性。为寻找新型防腐剂提供依据。
在微生物的世界里,真菌可谓是 “捣蛋鬼”,给化妆品生产和人们的健康带来诸多麻烦。在化妆品领域,微生物污染现象普遍,其中真菌,尤其是念珠菌(
Candida),肆意妄为。念珠菌不仅会引发人类的黏膜皮肤真菌病,在医院环境中,还会对免疫力较弱的患者发起攻击,引发严重感染。更糟糕的是,随着时间推移,真菌对常用药物(如唑类)的耐药性与日俱增,这使得寻找新型有效且安全的化妆品防腐剂和药物迫在眉睫。于是,研究人员将目光投向了大自然,在众多天然物质中,桧木醇(hinokitiol,β - 侧柏素)脱颖而出。它是从柏科植物树皮和根部分离出来的 “潜力股”,具备抗菌、抗炎、抗癌等多种功效,在化妆品行业已崭露头角,被视为潜在的防腐剂。不过,其抗真菌的具体机制还迷雾重重,研究人员决心揭开这层面纱,深入探究桧木醇对白色念珠菌(
C. albicans)膜的影响,以及麦角甾醇(ergosterol,真菌膜的关键成分)在其中扮演的角色。
来自国外的研究人员针对这一问题展开了研究。他们发现,桧木醇具有显著的抗真菌活性,对测试的念珠菌和烟曲霉(
Aspergillus fumigatus)霉菌都能产生抑制作用,而且相较于其抗菌活性,抗真菌效果更为突出。研究还表明,桧木醇与真菌膜的相互作用和膜中麦角甾醇的含量密切相关,麦角甾醇含量越高,桧木醇对膜的流化和破坏作用就越强。这些发现为开发新型抗真菌药物和化妆品防腐剂提供了重要的理论依据,有助于解决真菌污染和耐药性难题,保障人们的健康和化妆品的安全。该研究成果发表在《Biochimica et Biophysica Acta (BBA) - Biomembranes》杂志上。
研究人员采用了多种关键技术方法。在体外实验中,测定桧木醇对不同真菌的抑制浓度,以此评估其抗真菌活性。同时,利用 Langmuir 单层膜和脂质体作为模型系统,通过精确控制实验条件,如分子面积、表面压力等,研究桧木醇对模拟真菌膜特性的影响,分析其与膜中脂质的相互作用。
下面来看具体的研究结果:
- 桧木醇的抗真菌活性:研究人员测试了桧木醇在 0.39 - 100 μg/mL 浓度范围内的抗真菌活性。结果显示,桧木醇对所有测试的酵母(白色念珠菌、光滑念珠菌、近平滑念珠菌)和烟曲霉霉菌都有抑制作用,在 5 μg/mL 及更高浓度时,能完全抑制真菌生长,这表明桧木醇的抗真菌效果显著,且强于其抗菌活性。
- 桧木醇对模型膜的影响:研究人员构建了含有不同麦角甾醇含量的白色念珠菌膜模型,包括 1 - 棕榈酰 - 2 - 油酰 - sn - 甘油 - 3 - 磷酸乙醇胺(POPE)、1 - 棕榈酰 - 2 - 油酰 - sn - 甘油 - 3 - 磷酸胆碱(POPC)和麦角甾醇。实验发现,桧木醇会改变模型膜的特性,而且这种影响与麦角甾醇的含量紧密相关。麦角甾醇含量越高,桧木醇对膜的流化和破坏作用就越明显,甚至会导致桧木醇从模型中被排出。此外,桧木醇无法穿透含麦角甾醇的膜,反而会强烈破坏膜结构,使单层膜材料进入亚相。这表明桧木醇是通过将自身分子从界面排除的方式来改变模型膜的特性。
研究结论表明,桧木醇具有较强的抗真菌活性,且其与真菌膜的相互作用依赖于麦角甾醇的存在和含量。麦角甾醇可以作为桧木醇发挥抗真菌作用的分子靶点。真菌膜中存在麦角甾醇,而细菌膜中没有,这一差异很好地解释了为什么桧木醇的抗真菌效果强于抗菌效果。这项研究意义重大,不仅进一步揭示了桧木醇的抗真菌机制,还为开发以麦角甾醇为靶点的新型抗真菌药物和化妆品防腐剂指明了方向,有望解决真菌耐药性和微生物污染的难题,在生命科学和健康医学领域具有重要的应用价值和研究意义。