酵母源糖脂通过破坏白色念珠菌生物膜及抑制细胞黏附基因表达展现抗真菌潜力

【字体: 时间:2025年07月02日 来源:Scientific Reports 3.8

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  本研究针对白色念珠菌(Candida albicans)生物膜耐药性问题,通过提取Meyerozyma guilliermondii酵母源糖脂,系统评估其抗生物膜活性。研究发现糖脂提取物(64μg/mL)可降低50%生物膜代谢活性,并通过下调黏附关键基因ACE2、改变细胞表面形态显著抑制生物膜形成。酸性糖脂组分展现出更优的抗炎活性和低毒性,为抗真菌药物开发提供新策略。

  

白色念珠菌作为人类主要致病真菌,可引起从黏膜感染到全身性疾病的严重后果。其生物膜形成能力是导致治疗失败的关键因素,现有抗真菌药物如氟康唑对生物膜效果有限。更棘手的是,生物膜通过复杂的细胞外基质和耐药机制形成保护屏障,其中黏附阶段作为生物膜形成的起始步骤,由ACE2、BCR1等基因调控。针对这一临床难题,泰国国王科技大学的研究团队创新性地利用农业废弃物转化而来的酵母源糖脂,系统探究了其对白色念珠菌生物膜的干预机制。

研究采用XTT法测定代谢活性、结晶紫染色评估生物膜质量、扫描电镜观察形态变化,并联合qRT-PCR分析基因表达。临床分离株ATCC 90028作为研究对象,通过细胞周期同步化(nocodazole处理)和脂质组学分析揭示作用机制。

糖脂显著抑制生物膜活性与结构
研究发现糖脂提取物对未成熟(24小时)和成熟(48小时)生物膜的半数抑制浓度(BIC50)均为64μg/mL。更高浓度(128-256μg/mL)可减少50%生物膜生物量。扫描电镜显示,32μg/mL糖脂即能减少菌丝密度,128μg/mL可完全抑制菌丝形成,并引起细胞表面皱缩。

细胞周期同步化增强基因调控效应
通过nocodazole将细胞阻滞在G2/M期后,糖脂对生物膜相关基因的抑制作用显著增强:黏附阶段关键基因ACE2和BCR1表达下调2.3-2.2倍;成熟阶段调控因子RLM1下调3.6倍;增殖阶段粘附素PGA55降低2倍。这表明糖脂可能通过干扰细胞周期依赖性通路破坏生物膜发育。

脂质组学揭示活性成分
质谱分析鉴定出具有抗菌潜力的内酯型槐糖脂(16-(2'-O-beta-D-glucopyranosyl-beta-D-glucopyranosyloxy)hexadecanoic acid 1',4"-lactone 6',6"-diacetate)。柱层析分离获得酸性和内酯型组分,其中酸性组分抗生物膜IC50为26.6μg/mL,抗炎活性(IC50 36.1μg/mL)优于临床抗炎药吲哚美辛(23.4μg/mL),且对巨噬细胞毒性极低(存活率>80%)。

协同增效与临床应用潜力
糖脂与伊曲康唑(ITZ)联用可使ITZ疗效提升16倍,两性霉素B(AMB)所需剂量降低50%。在丙烯酸树脂(牙科修复材料)模型中,糖脂(64μg/mL)能抑制50%真菌黏附,这对防治义齿性口炎具有直接应用价值。

该研究首次阐明M. guilliermondii糖脂通过多靶点干预白色念珠菌生物膜的分子机制:从物理破坏菌体结构到调控ACE2等关键基因,同时兼具抗炎特性。酸性糖脂组分的高安全性和协同增效作用,为开发抗真菌-抗炎双功能制剂提供了理论依据,尤其对医疗器械相关感染防治具有重要转化意义。研究结果发表于《Scientific Reports》,为利用农业废弃物生产高附加值抗感染药物开辟了新途径。

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