靶向生物膜抑制：10058-F4通过调控sarA通路逆转耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)多药耐药性

本研究针对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)生物膜介导的多药耐药难题，通过LOPAC化合物库筛选发现抗癌药物10058-F4能特异性抑制生物膜形成(抑制率>70%，MIC 256μg/mL)，下调生物膜主调控因子sarA及icaA/fnb等关键基因表达，并与诺氟沙星/四环素产生协同抗菌效应，为开发抗生物膜辅助疗法提供新策略。

　　

微生物耐药性已成为全球公共卫生危机，世界卫生组织预测到2050年耐药菌感染可能导致3900万人死亡。其中耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)因能形成顽固生物膜，使抗生素渗透受阻、基因水平转移加剧，成为临床治疗的重大挑战。生物膜作为细菌抵抗宿主免疫和抗菌药物的"保护罩"，其基质中的胞外聚合物(EPS)包含多糖、蛋白质和胞外DNA(eDNA)三维网络，而调控这一复杂体系的核心枢纽——sarA基因，成为破解MRSA耐药困局的关键靶点。

为寻找能阻断生物膜形成而不影响细菌生长的特异性抑制剂，研究人员对包含1280种化合物的LOPAC库进行高通量筛选。通过结晶紫染色初筛和扫描电镜验证，发现抗癌化合物10058-F4展现出显著抗生物膜活性。这种细胞渗透性噻唑烷酮类小分子，原本以破坏c-Myc/Max蛋白相互作用著称，在细菌系统中首次被证实能选择性抑制MRSA生物膜发育。

研究采用多组学技术验证其作用机制：通过时间梯度实验结合qRT-PCR，发现10058-F4在4-24小时内持续下调sarA表达(0.82-0.62倍)，进而抑制其调控的fnbB(黏附蛋白，0.49倍)和icaA(PIA合成酶，0.35倍)；共聚焦显微镜显示10μM处理组EPS中多糖(WGA-FITC染色)和蛋白(SYPRO ruby标记)组分减少；鲱鱼精DNA降解实验证实核酸酶活性降低，与nuc基因表达下调(0.22倍)表型吻合。值得注意的是，该化合物对浮游菌生长无影响(MBC>512μg/mL)，但能增强四环素对生物膜的渗透性(FBIC₅₀ 0.43)。

关键实验技术包括：LOPAC文库高通量筛选、结晶紫定量生物膜、扫描电镜(SEM)和共聚焦激光扫描显微镜(CLSM)观察基质结构、鲱鱼精DNA降解分析核酸酶活性、qRT-PCR检测生物膜相关基因表达、棋盘法评估抗生素协同效应。使用ATCC 43300等6株临床分离MRSA菌株验证广谱抑制效果。

主要研究发现：

1. 特异性抑制生物膜形成：10μM 10058-F4使生物膜生物量减少70%，MBIC₅₀为3.73μM，但无法瓦解已形成生物膜。

2. 多阶段调控机制：早期(4h)抑制fnbB介导的细菌黏附；中期(6h)阻断icaA依赖的PIA合成；晚期(24h)降低nuc活性阻碍eDNA代谢。

3. 协同抗生素增效：与四环素联用使悬浮菌MIC降低8倍(FIC 0.125)，对生物膜内菌的MBIC₅₀提升48倍。

4. 安全性优势：256μg/mL浓度下仍无杀菌作用，避免选择压力诱发耐药。

这项发表于《Biofilm》的研究揭示了抗癌药物10058-F4通过"擒贼先擒王"策略——靶向生物膜核心调控因子sarA，实现多通路协同抑制的创新机制。其独特的不杀菌特性可规避传统抗生素的耐药选择压力，而与现有抗生素的协同效应为临床MRSA感染，特别是人工关节感染、慢性伤口等生物膜相关疾病提供了联合治疗方案。未来需进一步解析10058-F4与sarA蛋白的分子互作模式，并开展动物模型药效评价，推动其向临床转化应用。