地中海六种富含多酚的野生食用植物对抗耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)的抗氧化、抗生物膜及杀菌特性研究

【字体: 时间:2025年08月08日 来源:Scientific Reports 3.9

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  本研究针对日益严峻的抗菌素耐药性(AMR)问题,对六种地中海野生食用植物(WEPs)开展了系统性生物勘探。研究人员通过化学分析与微生物学实验相结合的方法,揭示了Silene alba、Sonchus oleraceus和Glechoma hederacea等植物的酚类成分与其显著的抗MRSA活性、生物膜抑制能力及细胞壁损伤作用之间的关联,为开发新型抗菌辅助疗法提供了天然资源库。

  

抗菌素耐药性(AMR)已成为21世纪全球公共卫生的重大威胁,其中耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)引发的生物膜相关感染尤其难以治疗。传统抗生素的失效与生物膜形成的复杂防御机制,迫使科学家将目光转向植物王国——这个蕴藏着无数特殊代谢物的天然宝库。地中海地区丰富的野生食用植物(WEPs)不仅具有悠久的食疗传统,更因其特殊的次生代谢产物组成而备受关注。

意大利国家研究理事会(ISB-CNR)联合罗马生物医学大学的研究团队在《Scientific Reports》发表了一项突破性研究。该团队选取六种具有食用和药用历史的WEPs——包括白剪秋罗(Silene alba)、普通苦苣菜(Sonchus oleraceus)和活血丹(Glechoma hederacea)等,通过多学科交叉方法揭示了这些植物对抗MRSA的多重机制。

研究采用UPLC-PDA和LC-HRMS技术进行植物化学分析,结合DPPH/TEAC/FRAP三种方法评估抗氧化活性。微生物学实验包括结晶紫染色法测定生物膜抑制(MBIC)、微稀释法确定最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC),以及碘化丙啶染色观察细胞壁损伤。所有实验均使用ATCC标准菌株S. aureus 25923和MRSA 33591在BSL2实验室完成。

研究结果

总酚与抗坏血酸含量

G. hederacea叶片提取物总酚含量最高(6倍于S. vulgaris),S. alba和S. oleraceus的抗氧化能力与抗坏血酸(ASC)含量呈正相关。

抗氧化活性

FRAP测定显示S. oleraceus(133.54 μmol TE/g DW)和G. hederacea(109.05 μmol TE/g DW)具有最强铁离子还原能力,与DPPH/TEAC结果共同证实酚类物质是主要抗氧化成分。

多酚谱分析

LC-HRMS鉴定出关键活性成分:S. alba含异荭草素2"-O-葡萄糖苷(10.41 mg/gDW),S. oleraceus富含绿原酸衍生物和新绿原酸(1.16 mg/gDW),G. hederacea则以芦丁和槲皮素衍生物为主。

生物膜抑制能力

六种提取物在1/20 MIC浓度下即可显著破坏成熟生物膜(96小时培养),效果优于庆大霉素和利福平。S. alba提取物处理后的MRSA出现明显细胞膜通透性改变,碘化丙啶染色荧光强度超10,000 AU。

抗粘附特性

琼脂扩散实验显示,1/50 MIC浓度的S. oleraceus提取物可产生20 mm抑制圈,显著阻断细菌初始粘附——这是生物膜形成的关键步骤。

协同抗菌效应

与氨苄西林联用时,S. alba提取物使抑菌圈直径增加43%,且能完全抑制MRSA耐药菌株的出现,表明其具有逆转耐药性的潜力。

这项研究首次系统揭示了地中海WEPs的多酚组成与其抗MRSA活性的量效关系。特别值得注意的是,S. alba中鉴定的异荭草素衍生物与文献报道的膜损伤机制高度吻合,而S. oleraceus所含的绿原酸已被证实能增加细菌膜通透性。研究不仅为开发利用这些传统食用植物提供了科学依据,更提出了"食物协同作用"的新思路——通过多种植物活性成分的协同作用来对抗AMR。

从公共卫生角度看,这些易获取的野生植物既可作为膳食补充剂增强免疫力,又能作为抗生素辅助剂降低耐药风险。研究团队特别强调,气候变化背景下这些耐逆性植物的可持续利用,将为解决AMR这一全球挑战提供生态友好的解决方案。未来研究可进一步解析特定酚类化合物(如异荭草素2"-O-葡萄糖苷)与细菌膜蛋白的相互作用机制,为设计新型抗菌剂提供分子模板。

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