茶黄素与β-内酰胺类抗生素协同抗MRSA作用及机制的初步研究

来源 :吉林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shushuclover1
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目前,耐甲氧西林的金黄色葡萄球菌(MRSA)成为了一个世界性的难题,它几乎对所有可用的β-内酰胺类药物产生了耐药性。耐药性的产生极大的制约了抗生素的临床使用,而新抗生素的研发速度远比不上耐药性的生成速度。因此,除了发现新的抗生素,我们必须发现新的方法来改变耐药性的进程。特别是,我们需要制定新的抗菌治疗策略,可以限制、重定向、甚至逆转抗性进化的过程。联合用药为克服细菌耐药机制和恢复抗生素的有效性提供了一种有前途的策略。联合疗法的使用可以扩大抗菌活性的范围,减少细菌耐药性,针对新的药物靶标,并减少这些抗菌剂的毒性和有效剂量。在抗MRSA药物的开发中,天然化合物的治疗潜力越来越被认可。本研究通过棋盘法研究了茶黄素与β-内酰胺类抗生素的协同抗MRSA作用。实验结果表明,茶黄素与8种β-内酰胺类抗生素对MRSA有明显的协同抑制作用(FICI<0.5),其中茶黄素与头孢噻呋的协同抗菌效果最好,FIC指数最低。我们通过小鼠金葡菌感染肺炎模型研究了茶黄素与头孢噻呋的体内抗菌活性。实验结果表明,与单用抗生素组相比,联合给药组小鼠肺部载菌量明显降低且感染情况有极大改善,生存率提高了20%。通过TMT相对定量蛋白质组学方法,我们研究了64μg/ml的茶黄素对MRSA USA300蛋白表达的影响。在茶黄素处理组中,有333个差异表达蛋白,其中192个蛋白表达上调,141个蛋白表达下调。对差异表达蛋白进行生物信息学分析,发现茶黄素与β-内酰胺类抗生素对MRSA的协同抑菌机制主要可分为以下4类:1.β-内酰胺类抗生素的杀菌作用是通过抑制青霉素结合蛋白(PBPs),干扰细胞壁合成来实现的。茶黄素可降低谷氨酸的合成从而间接的影响细胞壁的合成。因此,干扰细胞壁合成可能是茶黄素与β-内酰胺类抗生素协同的机制之一。2.茶黄素处理诱导了金葡菌的两种主要的自溶酶的上调,两种自溶酶的上调加速了β-内酰胺类抗生素诱导的细菌自溶。因此,加速细菌自溶可能是茶黄素和β-内酰胺类抗生素协同抗菌的另一个机制。3.茶黄素处理引起了超氧化物歧化酶SodA和SodM的表达下调,导致羟基自由基的增加,从而促进了细胞的死亡。因此,茶黄素可加强β-内酰胺类抗生素诱导的氧化应激从而加速细菌的死亡。4.茶黄素处理下调了关键的核糖体蛋白RimP和L 2的表达,从而影响了70S核糖体的组装和蛋白质的生物合成,其中包括许多耐药蛋白的合成,导致细菌的生长速度和耐药水平降低。采用RT-PCR研究了64μg/ml的茶黄素对USA300中mecA、lytM、nirD、sodA、rplB等基因转录的影响,发现mecA基因未发生差异性表达,lytM基因发生差异性上调表达,nirD、sodA、rplB等基因发生差异性下调表达,与蛋白组的结果一致。
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