姜黄素介导的光/声动力疗法调控哈维氏弧菌群体感应及生物膜形成的机制研究

本研究针对水产致病菌哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)的群体感应(QS)调控难题，创新性采用姜黄素介导的光/声动力联合治疗(PSDT)技术，发现该处理能通过活性氧(ROS)途径显著抑制细菌生物发光、生物膜形成和迁移能力，为开发非热力杀菌的水产品安全保障策略提供新思路。

　　

在海洋水产养殖和食品工业中，哈维氏弧菌(Vibrio harveyi)作为典型的革兰氏阴性致病菌，不仅引发鱼虾类弧菌病，还曾导致2006年亚洲"荧光肉"食品安全事件。这种细菌通过复杂的群体感应(Quorum Sensing, QS)系统调控生物发光、毒力因子表达和生物膜形成，传统热杀菌易破坏水产品品质，而化学防腐剂存在安全隐患。如何通过非热力手段精准干扰QS系统成为研究热点。

中国微生物菌种保藏中心(CMCC)的研究团队在《Journal of Future Foods》发表的研究中，创新性地将姜黄素介导的光动力治疗(PDT)与声动力治疗(SDT)相结合，系统评估了联合处理(PSDT)对哈维氏弧菌QS系统的干扰效应。研究采用亚致死条件(100 μM姜黄素+600W超声+30分钟)，通过菌落计数(CFU)、DCFH-DA荧光探针检测ROS、多功能酶标仪测定生物发光强度、结晶紫染色结合共聚焦显微镜(CLSM)观察生物膜、以及游动/群移实验等技术方法，全面解析了PSDT的抑菌机制。

研究结果显示：在3.1节确定的亚致死参数下，PSDT使哈维氏弧菌灭活率达99.41%。3.2节发现PSDT对生物发光的抑制效果显著优于单独PDT或SDT，且稀释实验证实该效应非单纯杀菌作用所致。3.3节通过结晶紫染色和CLSM三维重建显示，PSDT处理组的生物膜形成被抑制92.50±1.11%，几乎完全阻断细菌粘附。3.4节的迁移实验表明，PSDT对群移运动的抑制率(53.67%)远超单独处理(约15%)。3.6节揭示其核心机制在于PSDT引发细菌内ROS水平激增3.47倍，通过破坏氧化还原稳态干扰QS信号传导。

讨论部分指出，该研究首次证实声动力技术对QS系统的调控作用，突破传统PDT的局限性。虽然既往研究对ROS与QS的相互作用存在争议——有研究显示氧化应激可能激活QS，但本研究表明PSDT产生的过量ROS能有效阻断哈维氏弧菌的QS通路。这种基于食品添加剂姜黄素的非热力处理技术，为开发水产食品的新型保鲜策略提供理论依据，同时规避化学防腐剂耐药性风险。未来需进一步阐明ROS与特定QS基因(如LuxM/LuxN通路)的分子互作机制，以推动该技术在食品安全领域的应用转化。