新型二硫代氨基甲酸酯类 L - 高丝氨酸内酯衍生物作为革兰氏阴性菌群体感应抑制剂的设计、合成与活性评估:对抗耐药菌感染的新希望

【字体: 时间:2025年05月12日 来源:European Journal of Medicinal Chemistry 6.0

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  为解决铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)感染难治疗及耐药问题,研究人员开展二硫代氨基甲酸酯类 L - 高丝氨酸内酯衍生物作为群体感应抑制剂(QS)的研究。发现化合物 10p 有显著抑制活性且无毒性,为治疗铜绿假单胞菌感染提供新抗菌增效剂选择。

  在细菌的微观世界里,它们有着独特的 “交流方式”—— 群体感应(Quorum Sensing,QS) 。这一现象在众多细菌中普遍存在,尤其是像铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)这样的革兰氏阴性菌。铜绿假单胞菌是重要的机会致病菌,它借助群体感应来调控自身毒力和生物膜的形成,这一特性让它在与人类的 “战斗” 中占尽优势。
生物膜对于铜绿假单胞菌而言,就像是坚固的 “堡垒”。它不仅能阻挡抗生素的进攻,还为细菌提供了一个相对安全的环境,使得细菌能够躲避人体免疫系统的攻击。在生物膜的保护下,铜绿假单胞菌的代谢速率降低,对抗生素的耐药性大大增强,这使得临床治疗铜绿假单胞菌感染变得异常困难。传统的抗生素治疗方案,如使用哌拉西林 / 他唑巴坦、单环 β- 内酰胺类、头孢他啶等,在面对耐药的铜绿假单胞菌时,效果越来越差。因此,寻找新的治疗靶点和方法迫在眉睫。

在这样的背景下,研究人员致力于探索能够干扰铜绿假单胞菌群体感应的物质,希望以此来削弱其致病性和耐药性。来自未知研究机构的研究人员开展了一项关于新型二硫代氨基甲酸酯类 L - 高丝氨酸内酯衍生物作为革兰氏阴性菌群体感应抑制剂的研究。

研究人员在此次研究中,运用了多种技术方法。在化合物的合成与纯化方面,所有化学试剂和溶剂均购自商业供应商,无需额外纯化直接使用。通过硅胶薄层层析(TLC)跟踪反应进程,利用 200 - 300 目硅胶进行快速柱色谱法纯化化合物,并使用 SGW - 650 Yishen Wuguang 自动熔点仪测量熔点。在评估化合物对铜绿假单胞菌的抑制效果时,进行了一系列体外实验,包括检测对生物膜形成、毒力因子(如绿脓菌素、鼠李糖脂、LasA 蛋白酶、LasB 弹性蛋白酶)产生以及细菌运动性(游泳和群集运动)的影响 。

研究结果主要围绕化合物 10p 展开:

  • 生物膜形成抑制:在 60μM 浓度下,化合物 10p 对 PAO1 生物膜表现出显著的抑制活性,抑制率高达 86.76%。这表明该化合物能够有效破坏铜绿假单胞菌的 “防御堡垒”,使其更容易受到抗生素和免疫系统的攻击。
  • 毒力因子产生抑制:对多种毒力因子的产生也有明显抑制作用,绿脓菌素抑制率为 68.05%,鼠李糖脂抑制率为 34.56%,LasA 蛋白酶抑制率为 61.01% ,不过对弹性蛋白酶产生的抑制作用相对较弱,仅为 6.59%。这说明化合物 10p 可以在一定程度上降低铜绿假单胞菌对人体组织的损伤能力。
  • 细菌运动性抑制:能有效减弱铜绿假单胞菌的运动能力,游泳运动抑制率为 42.85%,群集运动抑制率达到 72%。细菌运动能力的降低意味着它们在宿主体内的扩散和定植能力减弱,从而降低了感染的风险。
  • 体外毒性评估:值得一提的是,化合物 10p 在体外实验中表现出无毒性的特性,这为其进一步开发和应用提供了有利条件。

研究结论表明,化合物 10p 具有作为新型抗菌增效剂治疗铜绿假单胞菌感染的潜力。通过抑制群体感应,它能够有效削弱铜绿假单胞菌的多种致病特性,且没有明显的毒性。这一研究成果为治疗铜绿假单胞菌感染开辟了新的方向,为解决临床耐药菌感染问题提供了新的思路和方法,有望为未来抗菌药物的研发带来新的突破。该研究成果发表在《European Journal of Medicinal Chemistry》上,引起了相关领域的广泛关注,为后续的研究奠定了坚实的基础。它不仅让我们对铜绿假单胞菌的致病机制和群体感应调控有了更深入的理解,还为开发新型抗菌药物提供了有价值的先导化合物,在未来的临床治疗中具有广阔的应用前景。

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