从头设计阳离子抗菌肽联合银纳米颗粒抑制铜绿假单胞菌生物膜生物量及调控生物膜与毒力相关基因表达的研究

《BMC Microbiology》：Effects of simultaneous co-treatment with a de novo cationic antimicrobial peptide and silver nanoparticles on biofilm biomass and lasR, algD, and tpbB gene expression in Pseudomonas aeruginosa

摘要

铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）是一种重要的机会性致病菌和多药耐药病原体，与慢性生物膜相关感染密切相关。本研究旨在从头设计一种阳离子抗菌肽，并评估其与银纳米颗粒（AgNPs）联合对标准铜绿假单胞菌株生物膜生物量、生物膜相关基因表达及毒力基因表达的影响。利用AntiBP2、DBAASP和AI4AMP设计了一种20氨基酸线性肽（RRFFKKAAHVGKHVGKAARR），并依据其预测的净正电荷（+8）、中等疏水性（约45%）、两亲性螺旋结构及低溶血潜力进行筛选。使用商业银纳米颗粒（ARMINANO）配制浓度为1024 μg/mL的储备液。在肽（64–128 μg/mL）、AgNPs（4 μg/mL）以及肽与AgNPs同时联合处理的条件下，评估最小抑菌浓度（MIC）、结晶紫法检测的生物膜生物量以及lasR、algD和tpbB的表达水平。基因表达采用RT-qPCR分析，以2^-ΔΔCt法计算，并以gyrB作为参照基因。结果显示，该肽在24 h后显著降低了生物膜生物量（0.93降至0.72；p = 0.0004）。AgNPs单独处理对生物膜生物量的降低最为显著（0.24；p < 0.001），而同时联合处理也降低了生物膜生物量（0.41）。所有处理均显著下调了lasR、algD和tpbB的表达（p < 0.0001）。在所测试的条件下，设计的肽、AgNPs及其同时联合处理均可降低铜绿假单胞菌的生物膜生物量，并下调特定的生物膜相关基因和毒力相关基因的表达。