生物膜EPS基质促进抗菌剂丁香酚B的定位与杀菌活性：挑战传统保护屏障观点

《npj Biofilms and Microbiomes》：Biofilm matrix-mediated localization potentiates antimicrobial activity in cariogenic biofilms

　　

摘要

胞外聚合物基质（EPS）作为生物膜组织的结构支架，通过调节抗菌剂的渗透和分布，有助于维持结构完整性和抗菌耐受性。然而，这一EPS基质是否能够促进抗菌剂的定位和活性，目前尚不明确。本研究中，我们探讨了EPS基质在成熟生物膜中荧光素B（EB）介导的变异链球菌杀灭过程中的作用，细菌仅接受了短暂的外用接触。在唾液包被的羟基磷灰石圆盘上形成的生物膜暴露于EB中，并评估其杀菌活性、糖酵解产酸以及EB的空间分布。EB显著降低了成熟生物膜中的活菌数量，并抑制了糖酵解产酸。共聚焦成像显示，在完整生物膜中，EB优先定位于EPS富集区域，而选择性酶促破坏葡聚糖富集基质（尤其是葡聚糖水解酶处理后的破坏）则显著减少了EB的滞留。与此一致，在葡聚糖缺乏条件下生长的生物膜中，依赖蔗糖的葡聚糖富集基质形成受限，EB介导的杀菌活性减弱。总之，这些发现支持了一种基质依赖型抗菌模型：葡聚糖富集的生物膜基质促进了EB的定位和滞留，从而增强了成熟生物膜中的杀菌活性。本研究挑战了将生物膜基质仅视为保护屏障的传统观点，突出了其作为成熟生物膜中抗菌性能功能性决定因素的更广泛作用。