基于槲皮素功能化磁性纳米颗粒(Fe3O4@Dex-QT)通过下调Coa和Hla基因抑制金黄色葡萄球菌生物膜形成的研究

本研究针对金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)耐药性问题，开发了槲皮素功能化磁性纳米颗粒(Fe3O4@Dex-QT)，通过FTIR、FE-SEM等技术验证其结构，证实该纳米颗粒能有效抑制细菌生长（MIC 512μg/mL）和生物膜形成（抑制率79%），并显著下调毒力基因Coa（降幅95.7%）和Hla（降幅95.3%）表达，为替代传统抗生素提供了新策略。

　　

在抗生素耐药性危机日益严峻的背景下，金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)尤其是耐甲氧西林菌株(MRSA)引发的感染已成为全球公共卫生挑战。这种病原体不仅通过生物膜形成增强环境抗性，其分泌的凝固酶(Coa)和α-溶血素(Hla)等毒力因子更会加剧临床治疗难度。传统抗生素在对抗生物膜相关感染时效果有限，迫切需要开发新型抗菌策略。

伊朗伊玛目侯赛因大学基础科学系的研究团队创新性地将植物源黄酮类化合物槲皮素(Quercetin)与磁性纳米颗粒结合，构建了Fe₃O₄@Dex-QT纳米系统。通过共沉淀法合成右旋糖酐(Dextran)包被的Fe₃O₄纳米颗粒，再经EDC/NHS活化偶联槲皮素，最终获得粒径11-21 nm的复合物。研究采用FTIR确认功能基团（3437.20 cm^-1特征峰），XRD分析晶型结构（20=17.293°-35.143°衍射峰），EDS验证元素组成（检出Fe、C、O等特征元素）。

关键技术方法
研究从临床血液样本分离19株S. aureus，通过微量肉汤稀释法测定最小抑菌浓度(MIC)，结晶紫染色法评估生物膜抑制效果，RT-qPCR检测毒力基因表达。实验设置256-512μg/mL浓度梯度，以ATCC 25923标准菌株为对照，所有检测均设生物学重复。

研究结果

1. 纳米颗粒表征：SEM显示Fe₃O₄@Dex-QT呈均匀球形，FTIR谱图证实槲皮素成功键合（1659.78 cm^-1处C=C特征峰）。
2. 抗菌活性：53%临床菌株在512μg/mL浓度下完全抑制生长，47%菌株MIC值为256μg/mL。
3. 生物膜抑制：处理组生物膜OD₆₃₀值从3.93降至2.60（抑制率33.8%），其中11号菌株抑制效果达61%。
4. 基因调控：qPCR显示Coa基因表达量最低降至0.042（降幅95.7%），Hla基因降至0.046（降幅95.3%），差异具有统计学意义(p<0.003）。

结论与意义
该研究首次证实Fe₃O₄@Dex-QT可通过三重机制对抗S. aureus感染：①磁性靶向递送增强局部药物浓度；②活性氧(ROS)破坏细菌膜结构；③特异性下调Coa/Hla毒力基因。相比单纯槲皮素（MIC 500μg/mL），纳米复合物抗菌效率提升近50%，且右旋糖酐包被显著提高了生物相容性。这种将天然产物抗菌特性与纳米技术靶向优势相结合的策略，为开发后抗生素时代抗生物膜疗法提供了新思路，相关成果发表于《AMB Express》。未来研究需进一步探索该纳米系统在体内感染模型中的代谢途径与协同给药潜力。