驼乳源LFA-LFC嵌合肽对口腔致龋菌抗菌作用的初步探究

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龋齿是人类口腔普遍存在的细菌感染性疾病之一,其公认的四大病因包括:口腔环境、微生物、宿主和时间。使用传统抗生素治疗龋齿疗效低、安全性弱且容易使细菌出现耐药性。抗菌肽作为阳离子宿主防御分子,是细胞先天免疫反应的组成部分,具有广谱抗菌活性、低毒性、低耐药性等特点。因此,本研究旨在寻找一种安全有效的抗菌肽,测定其抗菌活性,初步探究抗菌肽对主要口腔致龋菌可能的作用机制,为预防龋齿,保护口腔健康奠定理论基础。本文以驼乳乳铁蛋白多肽lactoferrampin(LFampin,LFA)和lactoferricin(LFcin,LFC)为模板,通过化学固相合成法获得驼乳源LFA-LFC嵌合肽。测定驼乳源LFA-LFC嵌合肽的分子特性和二级结构,结果显示驼乳源LFA-LFC嵌合肽具有高正电荷数(10.90)和良好的溶解性,水解后仍存在α-螺旋和β-折叠结构,因此预测嵌合肽具有抗菌潜能。通过测定驼乳源LFA-LFC嵌合肽对变异链球菌(Streptococcus mutans,S.mutans)、唾液链球菌(Streptococcus salivarius,S.salivarius)和远缘链球菌(Streptococcus sobrinus,S.sobrinus)的最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration,MIC)、最低杀菌浓度(minimum bactericidal concentration,MBC),比较不同p H培养环境对驼乳源LFA-LFC嵌合肽抑菌效果的影响,绘制驼乳源LFA-LFC嵌合肽对三株细菌的时间-致死曲线以及分析驼乳源LFA-LFC嵌合肽对生物膜的预防和消除能力,以评估其抗菌活性。结果表明,嵌合肽对S.mutans、S.salivarius、S.sobrinus的MIC值分别为:32、32、64μmol/L,MBC值分别为:128、128、256μmol/L,具有显著的杀菌效果,且在偏碱性环境中(p H>7.3)对三株细菌的抑制作用更强。观察时间-致死曲线发现在1×MIC驼乳源LFA-LFC嵌合肽浓度处理30 min后三株细菌均完全致死,随着嵌合肽浓度增大,杀菌时间减少。此外,驼乳源LFA-LFC嵌合肽对三株细菌生物膜表现出显著的预防作用,但消除作用较弱。进一步采用电子显微镜试验和琼脂糖凝胶电泳试验分析了驼乳源LFA-LFC嵌合肽对三株细菌的作用靶标。结果显示:驼乳源LFA-LFC嵌合肽可以引起三株细菌表面形态发生变化,进入细胞内部,破坏细胞膜完整性,使细胞质外泄。此外,驼乳源LFA-LFC嵌合肽可以与细菌DNA相互结合,阻碍DNA进行正常的生命活动。通过上述试验初步表明,驼乳源LFA-LFC嵌合肽对S.mutans、S.salivarius、S.sobrinus表现出明显的抗菌活性,并初步预测嵌合肽可能是通过破坏细菌细胞膜完整性,与细胞内部靶标DNA相互作用阻碍细菌的生长繁殖。
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