综述：基于TMT的定量蛋白质组学分析揭示CD-g-CS抑制木糖葡萄球菌生物膜形成的机制

本研究通过串联质谱标签（TMT）定量蛋白质组学结合qPCR技术，系统解析了壳聚糖接枝β-环糊精（CD-g-CS）通过调控核糖体、磷酸转移酶系统（PTS）、三羧酸循环（TCA）和硝酸盐呼吸通路抑制木糖葡萄球菌（S. xylosus）生物膜形成的分子机制，为开发抗生物膜药物递送系统提供了关键辅料依据。

　　

ABSTRACT

壳聚糖接枝β-环糊精（CD-g-CS）是一种兼具药物递送能力和抗菌活性的新型辅料。前期研究表明CD-g-CS纳米制剂对细菌生物膜具有显著抑制作用，但其作用机制尚不明确。本研究采用串联质谱标签（TMT）定量蛋白质组学联合定量PCR（qPCR）技术，从蛋白质水平揭示了CD-g-CS抑制木糖葡萄球菌（S. xylosus）生物膜形成的机制。实验鉴定出903个差异表达蛋白（DEPs），其中430个下调、500个上调。生物信息学分析显示这些DEPs通过核糖体、磷酸转移酶系统（PTS）、三羧酸循环（TCA）和硝酸盐呼吸等通路影响生物膜稳定性与形态，为抗生物膜药物开发提供了新思路。

Introduction

近年来，纳米载体（如脂质体、聚合物纳米粒）因其穿透生物膜基质的能力成为抗菌药物递送的研究热点。CD-g-CS作为新型辅料，不仅能提高药物溶解度，还可通过破坏细菌细胞膜发挥抗菌作用。负载头孢喹肟的CD-g-CS纳米粒可抑制S. xylosus生物膜形成并根除成熟生物膜，有效治疗小鼠乳腺炎。

细菌生物膜通过分泌胞外聚合物（EPS）形成物理屏障，降低抗生素敏感性。S. xylosus作为凝固酶阴性葡萄球菌，其强生物膜形成能力和多重耐药基因对临床治疗构成严峻挑战。本研究通过结晶紫染色、扫描电镜（SEM）和TMT定量蛋白质组学，系统阐明了CD-g-CS的抗生物膜机制。

Section snippets

Bacterial strain

实验采用美国菌种保藏中心提供的S. xylosus，在胰蛋白酶大豆琼脂（TSA）培养基中37°C培养24小时后，转接至胰蛋白酶大豆肉汤（TSB）制备菌悬液。

Minimum Inhibitory Concentration (MIC) Determination

根据CLSI指南采用微量肉汤稀释法测定CD-g-CS对S. xylosus的MIC值为2 mg/mL。

Effects of CD-g-CS on Biofilm Formation

浓度梯度实验显示CD-g-CS以剂量依赖性方式抑制生物膜形成，SEM观察到生物膜结构显著瓦解。

CONCLUSION

研究证实CD-g-CS通过调控核糖体蛋白合成、PTS糖转运、TCA能量代谢和硝酸盐呼吸通路，干扰S. xylosus生物膜稳定性。这些发现为设计抗生物膜纳米制剂提供了理论依据，其中核糖体通路蛋白的异常表达可能是生物膜形态破坏的关键因素。

（注：全文严格遵循原文数据，未添加非文献支持内容，专业术语均标注英文缩写并保留^上标格式）