亚抑菌浓度植物精油对姜黄素介导的抗菌光动力治疗的增效作用

《Scientific Reports》：Potentiation of curcumin-mediated antimicrobial photodynamic therapy by sub-inhibitory concentrations of essential oils

　　

摘要

抗菌光动力疗法（aPDT）是传统抗菌药物的新兴替代方案；然而，其对具有复杂膜结构的革兰氏阴性菌的疗效仍然有限。本研究探讨了精油增强姜黄素介导的aPDT的能力，同时避免了精油固有细胞毒性带来的混杂效应。通过GC–MS对百里香（Thymus vulgaris）和松木（Pinus sylvestris）精油进行了化学表征，并以严格的亚抑菌浓度施加，以分离出真正的光动力贡献。利用DPBF检测法证实了姜黄素在蓝光照射下单线态氧（¹O₂）的产生，确立了其光动力能力。抗菌光动力灭活实验针对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA，ATCC 43300）和Escherichia coli（E. coli，ATCC 8739）进行了测试。姜黄素介导的PDT单独作用仅产生有限的细菌杀灭效果，而加入精油后导致活的菌落计数出现显著的、剂量依赖性的多数量级降低。值得注意的是，精油辅助PDT实现了高达4.02 log₁₀的降低，超过了标准消毒阈值，即使在通常对疏水性光敏剂具有抵抗力的革兰氏阴性E. coli中也是如此。增强光动力疗效归因于精油诱导的细菌膜通透性调节，促进了光敏剂的作用并增加了对活性氧物种的敏感性。通过在亚MIC浓度下操作，该方法最大限度地减少了暗毒性，并清晰地区分了光动力增强与加性抗菌效应。这些发现突显了精油作为非抗生素辅助剂在提高抗菌光动力疗法的疗效和抗菌谱方面的潜力。