基于LC-MS/MS和计算分析揭示两种芦荟叶片与根系的抗毒力活性成分指纹图谱及潜在质量标志物

本研究针对日益严重的抗生素耐药性问题，探索了Aloe marlothii和Aloe striata叶片与根系提取物对铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)毒力因子的抑制作用。通过LC-MS/MS技术鉴定出100种代谢物，结合分子对接发现6'-丙二酰基芦荟素和8-O-葡萄糖基大黄酚与LasR靶点强结合，首次揭示两种芦荟通过干扰群体感应(QS)系统发挥抗生物膜、抑制绿脓菌素合成的机制，为开发新型抗毒力药物提供科学依据。

　　

在抗生素耐药性危机日益严峻的背景下，铜绿假单胞菌(P. aeruginosa)因其复杂的毒力机制成为临床治疗的重大挑战。这种革兰阴性菌能形成顽固的生物膜，分泌绿脓菌素(pyocyanin)等毒力因子，并通过群体感应(Quorum Sensing, QS)系统协调致病行为。传统抗生素对其效果有限，而植物天然产物因其结构多样性成为破解耐药难题的新希望。开罗大学药学院的研究团队将目光投向非洲传统药用植物——山芦荟(Aloe marlothii)和珊瑚芦荟(Aloe striata)，通过系统研究其抗毒力活性成分，相关成果发表在《Future Journal of Pharmaceutical Sciences》。

研究采用LC-MS/MS代谢组学结合计算生物学方法，首先通过微量肉汤稀释法测定最小抑菌浓度(MIC)，随后在亚抑菌浓度下评估提取物对生物膜形成、绿脓菌素生成及运动能力的抑制作用。关键实验技术包括：1) 高效液相色谱-串联质谱(HPLC-MS/MS)进行代谢物鉴定；2) 结晶紫染色法量化生物膜；3) 分子对接模拟活性成分与LasR受体的相互作用。

抗毒力活性评估
山芦荟根(AMR)和珊瑚芦荟叶(ASL)提取物在0.5 MIC浓度下显著抑制铜绿假单胞菌PAO1的生物膜形成(分别降低19%和46.4%)，ASL呈现剂量依赖性。两者对绿脓菌素的抑制率达70-75%，并能使细菌泳动(swimming)和群游(swarming)能力下降68-77.5%。

代谢指纹图谱解析
通过负离子模式LC-MS/MS鉴定出100种代谢物，包括特征性蒽醌/蒽酮类(如芦荟素A/B、大黄酚-8-O-葡萄糖苷)、苯并吡喃酮(如芦荟苦素)、黄酮C-糖苷(如荭草素)等。AMR和ASL中富含的6'-丙二酰基芦荟素(6-malonylnataloin)和8-O-葡萄糖基大黄酚(chrysophanol-8-O-glucoside)被确定为关键活性成分。

分子对接机制
与QS调控蛋白LasR的对接显示，8-O-葡萄糖基大黄酚(-9.24 kcal/mol)和6'-丙二酰基芦荟素(-9.01 kcal/mol)的结合能优于内源性配体TP-4(-10.67 kcal/mol)。两者通过氢键与Asp73、Tyr56等关键残基作用，并维持与Tyr64的π-π堆叠，可能阻断LasR信号通路。

该研究首次阐明两种芦荟通过多组分协同干扰QS系统发挥抗毒力作用，其中蒽醌类成分靶向LasR的发现为设计新型抗耐药药物提供了分子模板。从传统药用植物中挖掘"抗致病而不杀菌"的新型药物策略，为应对全球抗生素耐药危机开辟了生态友好的研究路径。研究还建立了结合代谢组学与计算模拟的天然药物活性成分快速筛选范式，对开发植物源抗菌剂具有方法论指导意义。