壳聚糖-四氧化三铁纳米复合物通过抑制rsbA基因协同抗多重耐药奇异变形杆菌的机制研究及计算机模拟评价

本研究针对多重耐药奇异变形杆菌(Proteus mirabilis)引发的导管相关尿路感染(CAUTIs)，创新性地开发了壳聚糖修饰的四氧化三铁纳米复合物(CS/Fe3O4 NPs)。通过AFM、TEM等表征技术证实其30nm粒径特征，证实其能显著下调rsbA基因表达（结合能-8.98kcal/mol），并首次通过分子对接揭示其与5IDR蛋白的稳定氢键相互作用，为开发新型纳米抗菌剂提供了理论依据。

　　

在医疗领域，细菌耐药性正成为全球公共卫生的重大威胁。其中，奇异变形杆菌(Proteus mirabilis)这种能形成生物膜的革兰阴性菌，是导管相关尿路感染(CAUTIs)的主要元凶。更棘手的是，临床分离株对多种抗生素产生耐药性，而传统治疗手段往往难以穿透其生物膜屏障。面对这一困境，巴格达大学的研究团队将目光投向了纳米技术领域，创新性地将天然抗菌剂壳聚糖(CS)与磁性纳米材料四氧化三铁(Fe₃O₄ NPs)结合，探究其对多重耐药菌株的协同抑制机制。这项突破性研究发表在《Inorganic Chemistry Communications》上，为抗感染治疗提供了新思路。

研究团队采用环境友好的原位合成法制备CS/Fe₃O₄ NPs，通过AFM、TEM、EDX等7种表征技术确认其30nm粒径和260nm特征吸收峰。从巴格达医疗中心采集的15例尿路感染样本中分离出5株含rsbA基因的菌株，采用实时荧光定量PCR检测基因表达，并运用分子对接技术分析纳米颗粒与5IDR蛋白的相互作用。

Identification of microorganisms
通过麦康凯琼脂和血平板培养，确认临床分离株具有典型淡黄色菌落特征和群游现象，Vitek 2系统鉴定为奇异变形杆菌。

Results
表征数据显示CS修饰使纳米颗粒流体力学直径增大但不影响理化性质。抗菌实验显示CS/Fe₃O₄ NPs对测试菌株的最小抑菌浓度显著降低，实时PCR证实rsbA基因表达下调2.3倍。分子对接揭示纳米复合物与5IDR蛋白通过Tyr196等关键残基形成稳定氢键，结合自由能达-8.98kcal/mol。

Discussion
该研究首次阐明CS/Fe₃O₄ NPs通过双重机制发挥作用：物理破坏细菌膜结构的同时，基因层面抑制群游调控因子rsbA表达。与Mostafa等人关于CAII酶的研究形成呼应，拓展了纳米颗粒靶向细菌关键蛋白的应用前景。

Conclusion
这项研究证实CS/Fe₃O₄ NPs能有效穿透生物膜，其协同抗菌效应源于壳聚糖的膜破坏作用与铁氧化物催化活性的结合。特别重要的是发现其对rsbA基因的特异性抑制，这为开发针对细菌群体感应系统的新型纳米药物提供了直接证据。该生物相容性纳米复合物的成功研发，标志着抗感染治疗从传统抗生素向多功能纳米制剂的战略转变。