靶向群体感应系统：异甘草素通过抑制las/rhl/pqs通路降低铜绿假单胞菌毒力及感染的新机制

本研究针对铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）的高耐药性问题，探索了天然化合物异甘草素（isoliquiritigenin）作为群体感应抑制剂（QSI）的潜力。研究发现，亚抑制浓度（50-100 μg/mL）的异甘草素可显著抑制las、rhl和pqs三大群体感应（QS）系统关键基因表达，降低毒力因子（蛋白酶、弹性蛋白酶、绿脓菌素等）产量，并减弱生物膜形成和运动能力。通过分子对接及突变体实验证实其多靶点作用机制，且能增强氨基糖苷类抗生素敏感性，延缓耐药性产生。该研究为抗耐药菌感染提供了新型治疗策略。

　　

铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）是一种常见的机会性病原体，因其强大的抗生素耐药性而成为临床治疗的难题。尤其对免疫缺陷患者（如囊性纤维化、烧伤或尿路感染患者）而言，铜绿假胞菌感染常导致高死亡率。现有抗生素疗效逐渐下降，而细菌耐药性却不断攀升，迫使科研人员寻找全新治疗策略。群体感应（Quorum Sensing, QS）系统作为细菌调控毒力和耐药性的“通信网络”，成为抗毒力治疗的重要靶点。

在这一背景下，Song等人于《BMC Microbiology》发表了一项突破性研究，首次揭示天然黄酮化合物异甘草素（isoliquiritigenin）可同时靶向铜绿假单胞菌的las、rhl和pqs三大QS系统，显著降低其毒力与感染能力，且不易诱发耐药性。

研究团队主要采用了以下关键技术方法：

1. 1.
   使用启动子-荧光报告菌株检测QS相关基因（lasR, lasI, rhlR, rhlI, pqsA, pqsR等）的表达；
2. 2.
   通过表型实验（弹性蛋白酶-Congo red法、蛋白酶-脱脂牛奶平板、绿脓菌素氯仿萃取等）评估毒力因子产量；
3. 3.
   利用分子对接分析（AutoDock Vina）验证isoliquiritigenin与LasR、PqsR等受体的结合能力；
4. 4.
   采用多种感染模型（中国白菜、果蝇、线虫）进行体内病原性评价；
5. 5.
   通过连续传代实验（20代）评估耐药性诱导潜力。

Isoliquiritigenin抑制QS相关基因表达

研究人员首先确定异甘草素对PAO1的最小抑菌浓度（MIC），并选择亚抑制浓度50 μg/mL和100 μg/mL进行后续实验，确保不影响细菌生长。通过构建含lux报告基因的质粒系统，发现异甘草素显著下调了lasR、lasI、rhlR、rhlI、pqsA、pqsR等基因表达，并进一步抑制了下游毒力基因lasA、rhlA和phzA1的转录。

Isoliquiritigenin抑制毒力因子产生

在毒力表型实验中，异甘草素处理导致弹性蛋白酶活性降低46.5%，蛋白酶活性下降37.1%，绿脓菌素产量减少49.6%，鼠李糖脂合成也受到明显抑制，说明其广谱抗毒力作用。

Isoliquiritigenin降低运动性与生物膜形成

swimming和swarming运动在50 μg/mL即受抑制，twitching则在100 μg/mL才受影响。生物膜形成量下降40.5%，表明异甘草素可干扰细菌的定植与持续感染能力。

Isoliquiritigenin减弱病原性

在中国白菜感染模型中，病变面积减少67.4%；在果蝇和线虫模型中，存活率显著提高，证实其体内抗感染效果。且单独使用异甘草素不引起宿主毒性。

分子机制：靶向Las与Pqs系统

分子对接显示，异甘草素与LasR和PqsR的结合能（-5.81 kcal/mol和-5.56 kcal/mol）高于其天然配体，竞争关键氨基酸残基如Tyr56、Phe221等。此外，利用QS受体缺失突变体（△lasR/△rhlR/△pqsR）及报告菌株验证，表明异甘草素可独立抑制三个QS系统。

增强抗生素敏感性与延缓耐药

异甘草素与氨基糖苷类药物（卡那霉素、阿米卡星、妥布霉素）联用表现出协同杀菌效应。连续20代耐药诱导实验中，其MIC未发生改变，而多黏菌素B的MIC上升3倍，说明不易诱导耐药。

该研究系统论证了异甘草素作为一种新型QSI，通过多靶点抑制QS系统、降低毒力因子表达、增强抗生素效果，且不引发耐药性，展现出良好的转化应用前景。其为解决铜绿假单胞菌耐药与感染问题提供了天然药物候选方案，也为后续QS抑制剂研发提供了重要理论依据。