研究hinokitiol的多重作用机制：对膜结构的扰动以及减弱铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）中由群体感应（quorum sensing）调控的毒力

《World Journal of Microbiology and Biotechnology》：Investigating the multifaceted mechanism of hinokitiol: membrane perturbation and attenuation of quorum sensing-regulated virulence in Pseudomonas aeruginosa

　　

摘要

由于抗生素的过度使用，抗菌素耐药性（AMR）已成为一个重大的全球公共卫生威胁，亟需采取措施来对抗多重耐药细菌菌株。在此背景下，铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）作为一种具有临床重要性的机会性微生物，因其能够形成生物膜并分泌多种与群体感应（QS）相关的毒力因子而广为人知，这类细菌常导致难治性医院感染。群体感应是细菌中一种依赖密度的通信系统，用于调控生物膜的形成和致病潜力。此外，生物膜还为嵌入其中的细菌提供了对抗不良环境（如化学物质、抗菌剂、pH值、温度和紫外线）的物理保护。在这项研究中，我们评估了hinokitiol（HT）对铜绿假单胞菌的抗菌、抗群体感应和抗生物膜活性。我们还探讨了其抑制细菌生长和群体感应的作用机制。在50和100 μg/mL的浓度下，hinokitiol破坏了细菌的膜完整性和呼吸链活性。在低于抑制剂量时，它也能阻碍生物膜的形成，这一点通过结晶紫染色试验、扫描电子显微镜（SEM）和荧光显微镜得到了验证。进一步地，qRT-PCR分析显示，在hinokitiol存在下，所有四个与群体感应相关的基因均下调。细胞毒性分析表明，hinokitiol对哺乳动物细胞系具有剂量依赖性的毒性，而较低浓度（低于25 μg/mL）即使在长期暴露后也不会对L6细胞产生显著毒性。这些发现表明，hinokitiol是抗击与铜绿假单胞菌相关感染的有希望的候选物质。

图解摘要

由于抗生素的过度使用，抗菌素耐药性（AMR）已成为一个重大的全球公共卫生威胁，亟需采取措施来对抗多重耐药细菌菌株。在此背景下，铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）作为一种具有临床重要性的机会性微生物，因其能够形成生物膜并分泌多种与群体感应（QS）相关的毒力因子而广为人知，这类细菌常导致难治性医院感染。群体感应是细菌中一种依赖密度的通信系统，用于调控生物膜的形成和致病潜力。此外，生物膜还为嵌入其中的细菌提供了对抗不良环境（如化学物质、抗菌剂、pH值、温度和紫外线）的物理保护。在这项研究中，我们评估了hinokitiol（HT）对铜绿假单胞菌的抗菌、抗群体感应和抗生物膜活性。我们还探讨了其抑制细菌生长和群体感应的作用机制。在50和100 μg/mL的浓度下，hinokitiol破坏了细菌的膜完整性和呼吸链活性。在低于抑制剂量时，它也能阻碍生物膜的形成，这一点通过结晶紫染色试验、扫描电子显微镜（SEM）和荧光显微镜得到了验证。进一步地，qRT-PCR分析显示，在hinokitiol存在下，所有四个与群体感应相关的基因均下调。细胞毒性分析表明，hinokitiol对哺乳动物细胞系具有剂量依赖性的毒性，而较低浓度（低于25 μg/mL）即使在长期暴露后也不会对L6细胞产生显著毒性。这些发现表明，hinokitiol是抗击与铜绿假单胞菌相关感染的有希望的候选物质。

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