综述：Recent advances in gold and zinc oxide nanoparticles: Antibiofilm action, mechanisms beyond ROS generation, and in vivo efficacy（金和氧化锌纳米颗粒的最新进展：抗生物膜作用、超越活性氧产生的机制及体内功效）
《Microbiological Research》：Recent advances in gold and zinc oxide nanoparticles: Antibiofilm action, mechanisms beyond ROS generation, and
in vivo efficacy
引言：耐药细菌感染的严峻挑战与纳米技术的希望
细菌感染，特别是由耐药病原体引起的感染，仍然是全球健康的重大威胁，每年导致约770万人死亡，其中495万与耐药病原体相关。面对日益枯竭的抗生素研发管线，纳米技术为对抗抗菌素耐药性（AMR）提供了强大的新武器。在各种创新中，金属纳米颗粒（NPs），如金（AuNPs）、银（AgNPs）、氧化锌（ZnONPs）、氧化铜（CuONPs）和氧化铁（FeONPs）纳米颗粒，因其强大的抗菌和抗生物膜特性而显示出非凡的应用前景。其中，生物膜的形成是细菌关键的生存策略，导致65-80%的顽固性人类感染，其对抗生素的耐受性可比浮游细菌高10至1000倍。在众多产膜细菌中，ESKAPE（粪肠球菌、金黄色葡萄球菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌和肠杆菌属）病原体是引起社区获得性和医疗保健相关感染的主要元凶。
本综述聚焦于金和氧化锌纳米颗粒（AuNPs/ZnONPs），重点探讨其抗生物膜活性、新颖的抗菌机制及其在体内感染模型中的治疗潜力。
AuNPs/ZnONPs的抗菌潜力
AuNPs的抗菌功效
通常，未经功能化的裸AuNPs本身不显示抗菌潜力，除非与其他抗菌化合物进行功能化。其抗菌功效取决于粒径、形状和表面化学等物理化学性质。研究表明，超小尺寸（<10 nm）的AuNPs因其高表面积体积比而表现出更高的抑制活性。例如，采用声化学法合成的柠檬酸盐封端AuNPs，与传统的Turkevich方法合成的AuNPs相比，对金黄色葡萄球菌表现出更强的抗菌活性，这归因于其更高的稳定性（Zeta电位为-48 mV对-21 mV）。生物合成是AuNPs功能化的一种流行方法，因其成本低且环境友好。用阿月浑子壳提取物生物合成的AuNPs对包括金黄色葡萄球菌、铜绿假雷伯菌、粪肠球菌、鲍曼不动杆菌和奇异变形杆菌在内的多种细菌表现出优异的抗菌活性，最低抑菌浓度（MIC）值低（<10 μg/mL）。研究认为，对革兰氏阳性菌的更高效力可能源于其缺乏外膜，便于纳米颗粒穿透。单宁酸功能化的生物合成AuNPs对变异链球菌表现出出色的抑制活性（MIC = 4 μg/mL），其作用机制可能涉及与细菌细胞壁的相互作用以及随后诱导的DNA和蛋白质损伤。小檗碱-AuNPs对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）的MIC为109.5 μg/mL，并在MIC浓度下对L929细胞保持100%的活力。这些研究证明，生物合成的AuNPs表现出抗菌潜力，包括对抗多重耐药（MDR）致病菌的能力。
配体长度也会影响AuNPs的抗菌活性。有趣的是，具有较短或较长配体长度（3和11-氨基丙基硫醇盐酸盐）的AuNPs对金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制活性优于具有中等配体长度（6-氨基丙基硫醇盐酸盐）的AuNPs。这可能是因为配体长度影响了其与细菌细胞膜吸附的效率，从而导致膜破坏、ATP耗竭和ROS产生增加。这些发现凸显出，尽管裸AuNPs缺乏显著的内在抗菌活性，但其功效可以通过战略性的功能化、配体设计和尺寸优化来增强，使其成为下一代抗菌疗法的适应性纳米载体。
ZnONPs的广谱抗菌活性
ZnONPs对多种病原体表现出强大的活性，包括革兰氏阳性菌（如金黄色葡萄球菌、MRSA、化脓性链球菌、枯草芽孢杆菌、单核细胞增生李斯特菌）、革兰氏阴性菌（如大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、奇异变形杆菌、铜绿假单胞菌、鲍曼不动杆菌、鼠伤寒沙门菌、肠炎沙门菌）和真菌（如白色念珠菌、新型隐球菌）。采用植物提取物的生物合成“绿色方法”已制备出强效的ZnONPs。例如，薄荷来源的ZnONPs在100 μg/mL浓度下对引起尿路感染的MDR病原体（如奇异变形杆菌、铜绿假单胞菌和白色念珠菌）显示出浓度依赖性的抗菌效应，抑菌圈显著。同样，从阔苞菊叶子合成的ZnONPs在1000 μg/mL浓度下可抑制多种病原体，包括枯草芽孢杆菌、大肠杆菌、粪肠球菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌。从印楝叶合成的ZnONPs对金黄色葡萄球菌和单核细胞增生李斯特菌的MIC为1 μg/mL，对肠炎沙门菌和大肠杆菌的MIC为5 μg/mL。阿拉伯金合欢叶提取物合成的ZnONPs能有效抑制金黄色葡萄球菌、大肠杆菌和肠沙门氏菌，MIC值分别为62.5、31.25和62.5 μg/mL。总之，生物合成ZnONPs的广谱和强效抗菌活性突显了它们作为下一代抗菌剂的巨大潜力。它们对MDR病原体的有效性为治疗这些耐药病原体引起的感染的临床应用开辟了有前景的途径。此外，环保的绿色合成方法增强了其大规模生产和更安全生物医学应用的可行性。
AuNPs/ZnONPs作为有效的抗生物膜剂
金属纳米颗粒具有高表面积体积比，使其能够更深地穿透生物膜，而传统抗生素的活性通常限于胞外聚合物（EPS）表面的细胞，这可能导致感染复发。此外，这些纳米颗粒的正电荷使其易于与带负电的EPS基质相互作用，破坏生物膜并促进其根除。
靶向生物膜的AuNPs
几项研究表明，功能化AuNPs具有显著的抗生物膜活性。例如，与小檗碱功能化的AuNPs对MRSA显示出增强的生物膜抑制活性（MIC = 109.5 μg/mL）。单宁酸封端的AuNPs在16 μg/mL浓度下（是其MIC值的四倍）有潜力完全根除预先形成的变异链球菌生物膜。岩藻依聚糖-AuNPs对金黄色葡萄球菌和变异链球菌的多微生物生物膜表现出抗生物膜活性，在512 μg/mL浓度下，生物膜细胞的菌落形成单位（CFU）分别降低了5.8和3个对数值。同一团队的后续研究表明，在64 μg/mL浓度下，间苯三酚封端的AuNPs在多微生物生物膜条件下可100%抑制金黄色葡萄球菌和白色念珠菌的生物膜生长。
AuNPs的生物膜抑制活性受粒径影响显著。超小尺寸的AuNPs与各种抗菌化合物（如肽）结合时，其生物膜抑制活性增强。据推测，带正电荷的肽与带负电的EPS基质之间的相互作用将促进肽缀合AuNPs的生物膜抑制。与Jellin-1肽缀合的AuNPs（5.5 nm）在47-376 μM浓度下对MRSA生物膜显示出>63%的抑制率，在188 μM浓度下显示出>50%的根除活性。与Ura56肽缀合的AuNPs（8-10 nm）在0.25 μM浓度下对金黄色葡萄球菌显示出>90%的生物膜抑制率，表明肽缀合AuNPs具有抗生物膜潜力。
为了评估其临床适用性，研究比较了AuNPs在模拟宿主条件与标准实验室条件下的活性。发现AuNPs对铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌形成的早期生物膜发育具有强大的抑制活性，并且对破坏和根除预先形成的成熟生物膜表现出显著功效。另一项研究显示，层粘连蛋白包被的AuNPs对铜绿假单胞菌和金黄色葡萄球菌生物膜具有剂量依赖性的抗生物膜作用。在128 μg/mL浓度下，分别抑制了约87.89%和89.65%的生物膜。扫描电子显微镜（SEM）图像证实，经层粘连蛋白包被的AuNPs处理的生物膜在相同浓度下抑制了细胞表面附着。近期的研究主要集中在生物合成的AuNPs上，它们已显示出有前景的抗生物膜活性，突显了其作为治疗生物膜相关感染的有前途的治疗剂的潜力。
ZnONPs在生物膜抑制和根除中的作用
ZnONPs已显示出强大的抗菌活性，能减少微生物粘附、抑制增殖并防止生物膜形成。最近一篇综述讨论了ZnONPs对多种病原体的抗生物膜活性，包括粪肠球菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、枯草芽孢杆菌、MRSA、幽门螺杆菌、大肠杆菌、铜绿假单胞菌和肺炎克雷伯菌。
研究表明，ZnONPs的形态影响其抗菌和抗生物膜效果。聚乙二醇（PEG）包被的ZnONPs的棒状（ZnO-R）和球形（ZnO-S）形态对预先形成的金黄色葡萄球菌生物膜具有强烈的破坏作用，并诱导不同的生物膜结构变化。ZnONPs对从囊性纤维化患者分离的铜绿假单胞菌菌株也显示出抗生物膜效果，在16 μg/mL浓度下生物膜形成减少超过50%。生物合成和化学合成的ZnONPs对MRSA均表现出抗生物膜活性，在25 μg/mL浓度下，生物合成ZnONPs可减少76%至84%的生物膜形成，化学合成ZnONPs可减少71%至76%。氧化锌纳米棒在32 μg/mL浓度下对MRSA生物膜形成显示出约75%的显著抑制。
ZnONPs还以剂量依赖的方式破坏成熟的生物膜。例如，来自沙罗双木叶提取物的ZnONPs在? × MIC浓度下，可使枯草芽孢杆菌的生物膜形成分别减少45%、64%和83%（在? × MIC, ? × MIC 和 1 × MIC浓度下）。预先形成的生物膜的生物量在这些浓度下也分别下降了32%、50%和67%。流式细胞术使用碘化丙啶（PI）染色揭示了剂量依赖性的膜损伤，随着ZnONPs浓度从? × MIC增加到? × MIC，PI阳性细胞从9.43%增加到37.70%，提供了ZnONPs损害细菌膜完整性的明确证据。此外，从枯草芽孢杆菌NH1-8合成的ZnONPs在亚MIC浓度（? × MIC）下对鼠伤寒沙门菌显示出惊人的97.62%生物膜抑制率。这些纳米颗粒以浓度依赖的方式表现出生物膜根除活性，在4 × MIC浓度下处理15分钟后，生物量减少了53.25%。同样，从白花丹提取物合成的ZnONPs在? × MIC浓度下抑制铜绿假单胞菌、金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的生物膜形成（抑制率分别为77.69%、71.57%和62.80%），并在相同浓度下分别根除预先形成的生物膜67.22%、59.79%和52.69%。
总体而言，这些研究共同突显了ZnONPs对多种病原体的显著抗生物膜活性，证明了它们作为生物膜抑制和根除的有效剂的潜力。
AuNPs/ZnONPs的多靶点抗菌作用机制
许多研究提出了AuNPs/ZnONPs抗菌活性的作用机制，然而这些机制仍未完全明了。报道的作用模式包括ROS产生、破坏细胞膜完整性、光热效应以及Zn2+释放引起的细胞毒性。
转录组学、蛋白质组学和基因表达研究揭示的分子机制
AuNPs/ZnONPs触发多因素的细胞应激反应，共同破坏细菌稳态。整合组学分析已确定了受AuNPs/ZnONPs影响的几个相互关联的通路，包括细胞包膜完整性、转运系统、中枢代谢、群体感应（QS）和生物膜调控以及DNA修复机制。这些机制强调，AuNPs/ZnONPs通过复杂的、多靶点的应激反应起作用，而不仅仅是通过ROS生成或Zn2?释放。
细胞包膜破坏和应激反应
细菌细胞包膜是维持细胞内代谢环境稳定的保护性屏障。靶向细菌细胞包膜是纳米颗粒的一种普遍作用机制，导致细胞质泄漏并最终引起细胞死亡。转录组学研究显示，经金纳米簇（AuNCs）处理的大肠杆菌下调了与脂多糖、肽聚糖、磷脂生物合成以及肽聚糖基细胞壁生物合成相关的基因。这些结果从分子水平进一步揭示了AuNCs的抗菌活性，与其体外Live/Dead细胞荧光染色实验显示细胞膜损伤的结果一致。SEM图像分析显示，经AuNCs处理的大肠杆菌细胞出现明显的细胞膜破裂和显著变形。BCA测定显示，经AuNCs处理的大肠杆菌上清液中蛋白质水平呈剂量依赖性增加，表明蛋白质泄漏和细胞质膜损伤。
ATP合成主要受F型ATP合酶调控，其生物学功能依赖于细菌细胞中的膜电位。RNA测序显示，在用AuNPs处理的大肠杆菌中，与F型合酶亚基相关的atpD和atpA基因下调。与此一致，使用荧光探针DiSC3(5)测量的细胞质膜电位表明，经AuNPs处理的大肠杆菌荧光显著增加，提示膜去极化，这可能导致观察到的ATP水平显著降低。
同样，细菌细胞包膜也是ZnONPs的首要靶标之一。暴露于这些纳米颗粒会损害膜完整性并触发试图稳定包膜的应激通路。在空肠弯曲菌中，暴露于100 μg/mL ZnONPs下调了参与外膜组装和整合膜成分的基因，这与显示结构损伤和显著细胞收缩的SEM分析相符，这可能是由ZnONPs在细菌细胞膜上的积累引起的。对大肠杆菌和枯草芽孢杆菌的蛋白质组学研究进一步支持了ZnONPs的膜靶向效应。在大肠杆菌中，ZnO纳米盘引起膜应激和渗透压失衡，导致包膜稳定蛋白（如SurA和BamC）以及与渗透应激相关的酶的上调。葡聚糖生物合成蛋白D的增加表明渗透调节周质葡聚糖的积累，这有助于恢复周质渗透压。SEM和衰减全反射-傅里叶变换红外光谱（ATR-FTIR）分析进一步证实了细胞包膜的形态变化。在枯草芽孢杆菌中，ZnONPs暴露触发了严谨反应，这是一种众所周知的细菌适应应激的反应，以信号分子鸟苷-3',5'-二焦磷酸（ppGpp）水平增加和调节蛋白丰度改变为标志。此外，ZnONPs还调节双组分调节系统（TCSs）。在暴露于ZnONPs的大肠杆菌中，Zra-TCS被上调，表明从纳米颗粒释放的Zn2?激活了这种感知金属并减缓细菌细胞分裂的通路。此外，arn操纵子的上调表明细菌通过掺入4-氨基-L-阿拉伯糖来修饰其LPS的脂质A部分，这表明了一种减少纳米颗粒诱导的应激并维持膜完整性的细菌防御机制。透射电子显微镜（TEM）揭示了严重的膜损伤、鞭毛脱落、细胞质泄漏并最终导致细胞死亡。
总之，这些观察表明这些纳米颗粒损害细胞包膜完整性并触发补偿机制以维持膜稳定性和渗透压平衡。这些膜损伤效应得到了SEM和Live/Dead染色分析的进一步支持。
转运系统和外排泵失调
细菌的多重耐药特性主要是通过转运蛋白和外排泵（如主要易化子超家族（MFS）、ATP结合盒（ABC）、耐药结节化超家族（RNS）、变形菌抗菌化合物外排超家族（PACES）、小多重耐药（SMR）以及多药和毒素挤压（MATE））的药物排出而获得的。转运蛋白和外排机制降低了细胞内抗生素浓度，阻止药物到达其治疗靶点，从而介导细菌耐药性。经绿色合成AuNPs处理的多重耐药大肠杆菌和表皮葡萄球菌分别显著下调了外排泵相关基因acrA和norA。AuNPs对多重耐药肺炎克雷伯菌菌株的抗外排活性通过比较在AuNPs存在下溴化乙锭（Et-Br）的MIC与单独Et-Br的MIC进行了测试。当用AuNPs处理时，Et-Br的MIC降低了2到4倍，表明AuNPs具有外排泵抑制活性，这通过编码AcrAB-TolC外排泵系统组成部分的活性外排泵acrB基因的显著下调也得到了证实。
ZnONPs深刻影响细菌膜转运系统，特别是介导营养摄取和外排的ABC转运蛋白。在大肠杆菌中，暴露于ZnONPs导致关键的锌摄取基因znuA和znuC下调，表明存在反馈抑制以防止过量的锌积累。其他几个参与氨基酸、阳离子、肠菌素和矿物质转运的ABC转运蛋白基因也被抑制，包括malK（麦芽糖转运蛋白）以及dppA、dppB和dppF（二肽转运蛋白），表明营养流入受限。同时，编码精氨酸/鸟氨酸周质结合蛋白的artI上调，表明精氨酸转运增强，这可能是对ZnONPs诱导应激的一种适应性机制。在空肠弯曲菌中，ZnONPs暴露上调了参与细胞内蛋白质跨膜转运的基因Cj0942c-secA，可能增强了蛋白质运输以在应激下维持膜完整性。相反，编码负责跨膜移动小分子、离子和药物的主要易化子超家族转运蛋白的Cj0484被下调，可能限制了抗菌化合物的摄取。对经ZnONPs处理的大肠杆菌的蛋白质组学分析也揭示了ABC转运蛋白底物结合蛋白（SBP）的上调，该蛋白结合细胞外底物并将其递送给转运蛋白，表明细胞可能输入细胞外肽或分子以减轻纳米颗粒诱导的毒性并维持细胞稳态。
总体而言，组学数据表明，AuNPs/ZnONPs通过靶向转运蛋白和外排泵系统来破坏关键的细菌耐药机制。AuNPs主要抑制外排成分，增强细胞内药物滞留，而ZnONPs则广泛改变ABC转运蛋白和营养摄取途径。然而，需要直接的功能测定来确认这些效应。
代谢通路调控
张等人最近利用转录组学揭示了AuNPs抗菌活性的作用机制。他们报道，用5-氨基-2-巯基苯并咪唑封端的AuNPs对耐碳青霉烯类革兰阴性菌具有潜在的抗菌活性。对耐碳青霉烯类大肠杆菌、肺炎克雷伯菌、鲍曼不动杆菌、铜绿假单胞菌和阴沟肠球菌的MIC值为2 μg/mL。RNA-seq分析显示，在肺炎克雷伯菌暴露于5-A-2MBI-AuNPs后，有114个基因下调和55个基因上调。他们表明，下调的基因与细菌琥珀酸代谢有关，这影响了三羧酸循环（TCA循环），最终导致氧化还原失衡和细菌细胞中ROS产生增加。在55个上调的基因中，大多数也被报道与氧化应激有关。这表明了解宿主细胞中琥珀酸水平的重要性，这可能有助于耐药细菌在感染期间的AMR或毒力。尺寸为2-3 nm的AuNCs对大肠杆菌显示出抑制活性。这些AuNCs诱导细菌细胞的代谢失活，通过乳酸脱氢酶活性测量。此外，京都基因与基因组百科全书（KEGG）富集分析显示，经AuNPs处理后，代谢通路显著失调，包括淀粉、糖脂和甘油磷脂、核苷酸糖和氨基糖代谢。大多数糖酵解和TCA相关基因被下调，特别是参与将2-氧戊二酸转化为琥珀酰辅酶A的2-氧戊二酸脱氢酶复合体编码基因sucB，以及催化延胡索酸转化为琥珀酸所需的琥珀酸脱氢酶编码基因sdhA和sdhB。此外，与从头脂肪酸生物合成相关的基因，包括aldB（醛脱氢酶）、maeA（NADP依赖的苹果酸酶）和mdh（苹果酸脱氢酶）也被下调。基于转录组数据，鞣花酸封端的AuNPs通过上调与阳离子抗菌通路相关的基因和下调各种代谢通路，如核苷酸糖代谢、精氨酸生物合成和磷酸转移酶活性，并下调编码与毒力和免疫逃避相关的各种蛋白质的基因，显示出对金黄色葡萄球菌的抗菌潜力。对大豆苷元-Au NPs处理的肺炎克雷伯菌FK9250菌株报道了甲硫氨酸代谢、PTS相关碳水化合物输入及相关催化活性的基因本体论富集，与代谢相关的基因被下调。
ZnONPs暴露引发广泛的代谢重塑。来自大肠杆菌的转录组数据显示，中枢代谢通路受到广泛抑制，包括糖酵解、糖异生、丙酮酸代谢、戊糖和葡萄糖醛酸相互转化。在空肠弯曲菌中，ZnONPs下调了参与氨基酸生物合成的基因，反映了低合成代谢活性。对暴露于ZnONPs的大肠杆菌的蛋白质组学分析揭示了与氨基酸代谢相关的蛋白质上调，而嘌呤生物合成酶，特别是磷酸核糖胺-甘氨酸连接酶的丰度降低，表明细胞分裂延迟，与观察到的细胞伸长、增厚的SEM结果一致。在枯草芽孢杆菌中，ZnONPs暴露改变了参与TCA循环和磷酸戊糖途径的蛋白质。这些代谢重定向得到了生化测定的支持，包括苹果酸脱氢酶、CoA-SH和游离巯基测定，这些测定揭示了NADPH产生增加以及杆菌硫醇和游离巯基水平升高。总之，这些发现表明了一种适应性反应，以维持氧化还原平衡并减轻锌诱导的巯基应激。总体而言，这些研究清楚地表明，AuNPs/ZnONPs通过破坏细菌生存所必需的核心代谢和氧化还原通路来发挥抗菌活性。这些多靶点抗菌作用机制使其比传统抗生素更有效地对抗MDR病原体。
群体感应和生物膜调控
替拉扎明（TPZ），一种抗癌药物，被封装在混合金-脂质体纳米颗粒中，以提高其在细菌生物膜中释放ROS的功效。研究了这些纳米颗粒对铜绿假单胞菌和MRSA的生物膜根除效果。转录组分析显示，在用TPZ封装的金-脂质体纳米颗粒处理铜绿假单胞菌生物膜后，与群体感应和生物膜形成相关的基因被下调。另一项研究表明，在亚MIC水平下，AuNPs显著下调了多重耐药肺炎克雷伯菌中的markA和wzm基因，这也与体外实验结果一致。
ZnONPs也干扰群体感应和生物膜形成通路。在大肠杆菌中，ZnONPs下调了flu基因和鞭毛组装基因，从而减少了表面附着和细胞聚集。这些分子发现与显示鞭毛脱落和生物膜结构破坏的显微镜发现一致。ZnONPs还损害细菌运动性，这是生物膜形成早期阶段的一个重要因素。在空肠弯曲菌中，暴露于ZnONPs导致鞭毛组装必需基因Cj019-fliI下调，可能损害初始附着并导致生物膜形成能力降低。PCR研究将这些发现扩展到其他病原体。在铜绿假单胞菌中，ZnONPs暴露导致fliC表达降低2倍，pslA和关键群体感应调节因子lasR表达降低4倍。用16 μg/mL ZnONPs处理导致群体感应基因gacA、rhlR和lasR的表达降低15-17倍，而暴露于<256 μg/mL ZnONPs则下调lecA、pelA以及rhlI、pqsR和lasR。在MRSA中，ZnONPs抑制了agr和icaA，破坏了细胞间信号传导和胞间多糖粘附素合成——这是生物膜形成的关键组成部分。总之，这些纳米颗粒通过靶向细胞间信号传导、表面粘附、运动性和胞外多糖生产来破坏生物膜。这些多靶点效应破坏了生物膜结构和细菌通信，强调了它们作为有效抗生物膜剂的前景。
核酸损伤与修复
王等人进行的转录组学研究得出结论，AuNCs的抗菌作用归因于细菌细胞中的RNA损伤。ZnONPs暴露也会引发基因毒性应激，反映在与错配和碱基切除修复通路相关的DNA修复基因的下调，以及同源重组基因的代偿性上调。碱性解旋实验和DAPI染色揭示了显著的DNA损伤。特别是，解旋实验显示F值浓度依赖性降低，该值与DNA损伤程度成反比。
总之，这些转录组和蛋白质组研究表明，AuNPs/ZnONPs在细菌细胞中诱导复杂的应激反应，靶向膜完整性、氧化应激防御和代谢，同时破坏关键的调节基因。尽管组学分析强烈支持非ROS机制的参与，但许多观察结果仍然是相关性的，需要通过基因敲除、互补实验和靶向功能测定进行进一步验证以确认因果关系。但总的来说，这些发现突出了ZnONPs多方面的抗菌机制，并为了解细菌适应性提供了宝贵的见解，为开发更有效的抗菌策略铺平了道路。
AuNPs/ZnONPs抗菌活性的体内研究
体内研究在连接有前景的体外发现与临床应用之间发挥着至关重要的作用，因为它们确认了新型抗菌剂的功效和安全性。
AuNPs在体内感染模型中的治疗潜力
最近研究的体内结果证明，AuNPs对MDR细菌感染表现出治疗潜力。AuNPs不仅在体内具有抗菌潜力，而且在各种动物模型中显示出增强的伤口愈合和生存结果。例如，用小檗碱封端的AuNPs处理可使MRSA存活率降至2.7%。此外，与小檗碱封端的AuNPs相比，在动物模型中显示出潜在的伤口愈合活性。
在天冬甜素包被的AuNPs的抗菌效果评估中，使用了昆虫感染模型和小鼠急性腹膜感染模型。ASP-AuNPs对32株大肠杆菌、肺炎克雷伯菌和阴沟肠球菌在8-16 μg/mL的MIC下表现出体外抗菌活性。在昆虫感染模型中，用ASP-AuNPs处理感染耐碳青霉烯类大肠杆菌和肺炎克雷伯菌的幼虫后，观察到100%和70%的存活率。在相同浓度的ASP-AuNPs下，细菌负荷减少了约2个对数值。类似地，在急性腹膜感染模型中，免疫缺陷小鼠感染CRE菌株后，经ASP-AuNPs治疗48小时后显示出70%的存活率，而用PBS和ASP治疗的小鼠均未存活。对心脏、肝脏、脾脏、肺和肾脏的组织学检查显示形态正常，无炎症或充血证据。免疫细胞谱显示白细胞或中性粒细胞未增加。生化评估显示，与PBS对照组相比，肝、心和肾功能标志物无显著变化，除了碱性磷酸酶和肌酐水平的轻微差异。另一项研究使用免疫缺陷雄性ICR小鼠建立了急性腹腔感染模型。胸腺醇包被的AuNPs在10 mg/kg剂量下，对 respective strains achieved 100%, 90%, and 80% survival rates after 72 h. Histological examination showed normal organ architecture. Immune cells: Increased WBC and neutrophil levels. Oxidative stress markers showed some changes.
小鼠急性腹膜炎模型也被用于研究5-A-2MBI-AuNPs的潜在炎症和免疫调节作用。在感染肺炎克雷伯菌FK6723 12小时后，观察到IL-1β和TNF-α细胞因子水平的显著降低。
ZnONPs介导的动物模型中细菌负荷减少和伤口愈合
在秀丽隐杆线虫感染模型中，用生物合成棒状ZnONPs处理改善了感染金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌的线虫的生存结果。平均生存时间分别从6.1天增加到10.6天和从7.1天增加到12.4天。相应地，细菌计数显著减少。另一项研究报道，在用ZnONPs处理的感染奇异变形杆菌的小鼠肾脏组织中，细菌负荷减少了6个对数值。生存率在ZnONPs治疗组达到80%，与庆大霉素治疗组相当。Abdelkader等人证明，在用ZnONPs治疗20天后，感染金黄色葡萄球菌的小鼠肝脏和脾脏中的细菌计数分别减少了9个和7个对数值。生存率在ZnONPs治疗组为90%。
在感染铜绿假单胞菌的大鼠系统感染模型中评估了从泰国栀子甲醇提取物生物合成的ZnONPs的抗菌功效。生化研究显示，ZnONPs治疗显著恢复了改变的白细胞和红细胞计数、血红蛋白、血清蛋白、肝功能酶和肾脏生物标志物水平。对肺、肝和肾组织的组织病理学评估进一步支持了生化结果。此外，局部应用0.2% ZnONPs在感染耐碳青霉烯类鲍曼不动杆菌的大鼠烧伤模型中增强了伤口愈合，显示出与粘菌素相当的疗效，并促进组织再生，纤维化最小。与未治疗组相比，ZnONPs治疗的组织显示出显著减少的炎症，免疫组织化学分析显示IL-6和TNF-α的细胞质免疫反应性较弱，表明炎症反应得到有效调节。最近，生物合成ZnONPs在大鼠尿路感染模型中对大肠杆菌表现出体内抗菌活性。口服ZnONPs每24小时一次，持续4天，导致细菌负荷显著减少，在83.3%的ZnONPs治疗大鼠中实现无菌尿液培养。一项研究使用金黄色葡萄球菌感染的气囊模型来研究ZnONPs的抗菌和免疫调节作用。在100 μg/mL浓度下
