吲哚啉取代吡唑衍生物4e通过破坏嘌呤合成及细胞壁完整性抑制路邓葡萄球菌生物膜形成

本研究报道了新型吲哚啉取代吡唑衍生物4e对耐甲氧西林路邓葡萄球菌（ORSL）的抗菌和抗生物膜机制。通过体外和体内模型（包括蜡螟幼虫和小鼠感染实验）证实，4e在62.5 μg/mL浓度下表现出抑菌活性，能显著抑制54.3%生物膜形成（MBIC80=3.125 μg/mL）。非靶向代谢组学揭示其通过干扰嘌呤合成（AMP/GMP下调）和破坏细胞壁完整性（UDP-胞壁酸积累）发挥双重作用，为耐药葡萄球菌感染提供了新型治疗策略。

　　

抗菌活性与作用机制
新型吲哚啉取代吡唑衍生物4e对路邓葡萄球菌CGMH-SL131展现出显著抑菌效果，最小抑菌浓度（MIC）为62.5 μg/mL。时间依赖性杀菌实验显示，4e处理6小时后可实现3-log的菌落数减少，呈现典型抑菌特性。扫描电镜观察发现，经4e处理的细菌细胞出现严重形态畸变，包括细胞收缩、膜粘连和火山口状凹陷。荧光显微镜结合碘化丙啶（PI）染色证实，2×MIC浓度下26.7%的细胞膜完整性受损，而膜电位检测显示4e能显著降低DiSC3(5)荧光强度，与质子载体CCCP效果相当，表明其通过破坏膜电位发挥抗菌作用。

生物膜抑制与分散能力
在亚抑菌浓度下，4e表现出卓越的抗生物膜活性。1.56 μg/mL即可抑制54.3%的生物膜形成，而MBIC₈₀（80%抑制浓度）仅为3.125 μg/mL。扫描电镜显示，经MBIC₈₀处理的生物膜结构显著瓦解，多层细菌聚集现象消失。对于成熟生物膜，1×MIC的4e可分散70.3%的24小时预形成生物膜，效果与蛋白酶K相当。值得注意的是，对高生物膜产量菌株CGMH-SL11，4e仍能实现86.7%的抑制率，但对成熟生物膜的分散作用较弱，提示其抗生物膜机制具有菌株特异性。

代谢组学揭示作用靶点
通过BEH酰胺柱和C18柱的非靶向代谢组学分析，发现4e处理导致嘌呤合成关键代谢物腺苷单磷酸（AMP）和鸟苷单磷酸（GMP）显著下调，同时伴随尿素循环代谢物（精氨酸、瓜氨酸）的补偿性上调。细胞壁合成中间体如UDP-N-乙酰胞壁酸及其衍生物在胞内异常积累，而膜磷脂组分（如磷脂酰甘油PG 30:0-33:0）则显著减少。RT-qPCR验证显示，嘌呤合成基因^purA、^guaA表达下调，而胞壁质合成基因^murA-D表达上调，表明4e通过双重破坏嘌呤代谢和细胞壁稳态发挥作用。

体内外安全性验证
细胞毒性实验显示，4e在1×MIC浓度下对HaCaT、Caco-2等人类细胞系的存活率>85%。蜡螟幼虫感染模型中，3.125 mg/kg的4e在感染后1小时给药可使生存率提升至90%，与替加环素（2 mg/kg）相当。小鼠腹膜炎模型证实，4e（2.5 mg/kg）能将肾脏细菌载量从10⁷ CFU降至5.3×10⁴ CFU。值得注意的是，连续20代传代实验显示4e不易诱导耐药性，其MIC值保持稳定，而利福平对照组则出现40倍MIC升高。

治疗潜力与展望
该研究首次阐明吲哚啉类化合物通过干扰PASTA激酶信号通路（计算机模拟结合能-9.8 kcal/mol）影响嘌呤代谢和细胞壁合成的协同机制。4e与β-内酰胺类抗生素联用时可增强对ORSL的敏感性，这为开发针对耐甲氧西林葡萄球菌的联合疗法提供了新思路。未来研究可聚焦于4e衍生物的分子优化，以提高其溶解性和穿透生物膜的能力，同时探索其在导管相关感染和心内膜炎等生物膜相关疾病中的应用价值。