余甘子种子超临界CO2提取物通过群体感应抑制和抗生物膜作用对抗铜绿假单胞菌感染的机制研究

为解决铜绿假单胞菌( Pseudomonas aeruginosa )耐药性和生物膜相关感染难题，研究人员采用超临界CO2提取技术从余甘子( Phyllanthus emblica )种子中获得富含亚麻酸的PeSSO提取物。研究发现PeSSO通过抑制群体感应(QS)关键基因( rhlR/rhlA/lasA )，显著降低毒力因子分泌和生物膜形成，并在秀丽隐杆线虫( Caenorhabditis elegans )感染模型中证实其抗感染效果。该研究为开发新型植物源抗微生物功能食品提供了科学依据。

　　

铜绿假单胞菌作为"ESKAPE"耐药病原体的核心成员，其生物膜形成能力和群体感应(QS)系统导致的治疗失败已成为全球公共卫生挑战。传统抗生素在对抗这类"超级细菌"时屡屡受挫，而植物源活性成分因其多靶点作用机制和低毒性特点，成为抗微生物研究的新方向。余甘子作为传统药用植物，其果实的营养价值已被广泛认知，但占果实重量15%的种子常被作为废弃物丢弃。

Patanjali研究基金会药物发现与开发部门的研究团队创新性地采用超临界CO₂流体萃取技术(SFE)从余甘子种子中获得PeSSO提取物，通过GC-MS/MS分析发现其含有近20%的亚麻酸(C18:03)。研究证实该提取物能通过破坏QS系统有效抑制铜绿假单胞菌的致病性，相关成果发表在《Applied Food Research》上。

研究采用超临界CO₂提取技术获得PeSSO，通过GC-MS/MS进行脂肪酸分析；采用微量肉汤稀释法测定MIC₅₀/MIC₇₅；通过结晶紫染色和扫描电镜(SEM)评估生物膜；利用实时定量PCR分析QS基因表达；建立秀丽隐杆线虫-铜绿假单胞菌感染模型评估体内效果；以紫色杆菌( Chromobacterium violaceum )作为QS报告菌株验证作用机制。

PeSSO富含不饱和脂肪酸

GC-MS/MS分析显示PeSSO中不饱和脂肪酸占比达76.8%，其中亚麻酸(C18:03)占19.7%，亚油酸(C18:02)32.1%，油酸(C18:01)25%。饱和脂肪酸仅含棕榈酸(16.5%)和硬脂酸(6.7%)。

抑制细菌生长与运动性

PeSSO对铜绿假单胞菌的MIC₇₅为5.1 mg/mL，MBC₇₅为9.7 mg/mL。在亚抑制浓度(0.6×MIC₇₅)下即可使细菌泳动面积减少80%，群游运动抑制率达65%。

干扰毒力因子分泌

PeSSO显著抑制铜绿假单胞菌分泌的蛋白酶(40%)、藻酸盐(40%)和鼠李糖脂(直径从30mm降至10mm)。通过氯仿-HCl法提取显示，5.0×MIC₇₅处理使绿脓菌素产量降低80%。

QS基因调控机制

实时定量PCR显示PeSSO显著下调rhlR(3.2倍)、rhlA(2.8倍)和lasA(2.5倍)基因表达，但对rhlI无影响。钾离子泄漏实验证实1.2×MIC₇₅即可破坏细胞膜完整性。

体内抗感染效果

在秀丽隐杆线虫感染模型中，30 mg/mL PeSSO处理使感染线虫寿命从12天恢复至18天(正常对照组22天)，细胞内细菌载量减少85%。同时改善线虫体长(恢复65.8%)、头部摆动频率(恢复97.2%)和生殖能力(每虫后代数从95恢复至203)。

生物膜干预作用

PeSSO对成熟生物膜的清除率达80%，SEM显示处理后生物膜结构瓦解。紫色杆菌实验证实其QS抑制活性，5.0×MIC₇₅处理使紫色素产量减少88%。

该研究首次系统阐明了余甘子种子提取物通过多靶点作用对抗铜绿假单胞菌感染的分子机制：在亚抑制浓度下通过干扰QS系统降低毒力，在抑制浓度下直接杀菌。特别是其能同时抑制生物膜形成并清除已形成的生物膜，这对解决临床顽固性感染具有重要意义。研究团队Acharya Balkrishna等提出的"功能食品抗感染"策略，为开发新型植物源抗菌剂提供了范例，同时实现了农业副产物的高值化利用。未来研究可进一步探索PeSSO与传统抗生素的协同效应，以及其在哺乳动物感染模型中的转化应用潜力。