槲皮素功能化刺山柑果实衍生的银纳米颗粒对多重耐药铜绿假单胞菌的抗生物膜作用及群体感应调节效应

《Scientific Reports》：Anti-biofilm and quorum sensing-modulatory effects of quercetin-functionalized Capparis spinosa fruit-derived silver nanoparticles against multidrug-resistant Pseudomonas aeruginosa

　　

摘要

生物膜的形成和群体感应（QS）系统是多重耐药（MDR）铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）致病性和治疗抗性的关键决定因素，这使得这些途径成为对抗慢性生物膜相关感染的有希望的目标。在本研究中，从Capparis spinosa果提取物中合成的绿色银纳米颗粒被赋予槲皮素功能（AgNPs@Qu），并评估了它们对MDR临床分离株的抗菌生物膜和QS调节活性。通过UV–Vis光谱、FTIR、XRD、ζ电位分析、FE-SEM、DLS和ICP-OES等物理化学方法证实，这些纳米颗粒具有面心立方（fcc）晶体结构，平均直径约为30纳米，并表面覆盖有槲皮素。与未经修饰的AgNPs相比，AgNPs@Qu对MDR分离株的最小抑制浓度（MIC）和最小杀菌浓度（MBC）降低了4到8倍，并显著抑制了细菌生长。更重要的是，AgNPs@Qu表现出强烈的抗菌生物膜活性，在高生物膜形成菌株中可将生物膜生物量减少70%至85%，其效果与环丙沙星相当。此外，AgNPs@Qu对绿脓菌素（pyocyanin）的产生具有浓度依赖性的双相效应：在低亚抑制浓度下短暂促进其产生，在较高浓度下则产生相对抑制作用，这反映了槲皮素对群体感应途径的调节作用。这些发现表明，AgNPs@Qu纳米复合材料的抗菌生物膜和QS调节特性，除了其杀菌作用外，还增强了其体外疗效，使其成为针对MDR铜绿假单胞菌分离株的更有效候选材料，为进一步的临床前研究（作为一种抗毒力策略）提供了可能。