黄芩素抑制金黄色葡萄球菌生物被膜的形成

细菌生物被膜的形成是导致细菌耐药和引起持续性感染的主要原因之一。本文通过检测黄芩素对金黄色葡萄球菌26112菌株（Staphylococcus aureus 26112,SA26112）多糖细胞间黏附素（polysaccharide intercellular adhesion, PIA）的合成和胞外DNA（extracellular DNA,eDNA）释放量的影响,及其对icaA和cidA基因表达量的影响,探讨黄芩素对金黄色葡萄菌生物被膜形成的抑制作用及其机制。结果显示,黄芩素能抑制SA26112生物被膜的形成,其抑杀SA26112的最低抑菌浓度和最低杀菌浓度均为0.04 mg/mL。0.16 mg/mL黄芩素和256 μg/mL环丙沙星单独作用时,均不能杀死其成熟生物被膜内的SA26112细菌,而当二者联用时则可杀死成熟生物被膜内的细菌。黄芩素能显著抑制SA26112菌株PIA的合成、eDNA的释放量及icaA和cidA基因的相对表达量。其中,0.04 mg/mL黄芩素作用SA26112菌株24 h,与对照组相比,eDNA的释放量减少97%,icaA和cidA基因的相对表达量分别减少62%和41%。上述结果表明,黄芩素能抑制SA26112菌株生物被膜的形成,其作用机制可通过降低icaA和cidA的基因表达量,进而影响PIA的合成和eDNA的释放,来抑制金黄色葡萄球菌生物被膜的形成。     

香芹酚抑制金黄色葡萄球菌生物被膜的形成

【背景】生物被膜是细菌的一种自我保护形式,可以增强细菌对药物及宿主免疫应答的抵抗力,引起细菌耐药性和持续性感染。【目的】探究香芹酚对金黄色葡萄球菌生物被膜的作用机制,为开发新型抗生物被膜药物提供可靠的理论依据。【方法】通过结晶紫染色法检测香芹酚对供试菌株生物被膜形成的抑制和对成熟生物被膜的清除作用;使用刚果红平板法探究香芹酚对供试菌株生物被膜形成过程中细胞间多糖黏附素(polysaccharide intercellular adhesion,PIA)合成的作用;通过分光光度法检测香芹酚对胞外DNA (extracellular DNA,eDNA)分泌的抑制作用;利用RT-PCR技术检测香芹酚对供试菌株的生物被膜相关基因icaA、cidA和sarA转录水平的影响。【结果】香芹酚对生物被膜形成的抑制和生物被膜的清除均有较强作用效果。256μg/mL香芹酚抑制PIA合成和e DNA释放的效果显著。香芹酚可通过抑制相关基因转录从而抑制生物被膜的形成,当64μg/mL的香芹酚作用后,sarA的转录水平降低了60.44%±2.91%,cidA的转录水平降低了76.48%±1.67%,icaA的转录水平降低了70.00%±1.94%。【结论】香芹酚对金黄色葡萄球菌ATCC 25923生物被膜的抑制和清除作用显著,其作用机制主要是通过降低icaA、sarA和cidA基因转录水平抑制PIA的合成和eDNA的释放。     

葡萄球菌生物膜形成机制与ica之间的关系

ica位点编码的胞外多糖(PIA/PNAG)对理解葡萄球菌生物膜相关感染病理学方面具有重要的意义.关于ica位点与PIA/PNAG之间如何调节的研究还不全面,另外一种独立于ica的生物膜形成机制存在于表皮葡萄球菌和金黄色葡萄球菌中;细胞表面相关蛋白也能调节生物膜的形成,这些发现为探究它们在生物膜形成机制的潜在作用提供了重要基础.     

和厚朴酚抑制耐甲氧西林金黄色葡萄球菌生物被膜形成

【目的】研究和厚朴酚(HNK)抑制MRSA生物被膜(BF)形成的作用机制。【方法】使用TTC法测定了HNK对供试菌株BF的形成和成熟BF的抑制作用;刚果红平板法定性检测了HNK对PIA合成的影响;分光光度法测定了HNK对供试菌株eDNA释放量的影响;RT-PCR技术检测了HNK对供试菌株icaA、cidA以及agrA基因表达量的影响。【结果】HNK对MRSA 41573 BF的形成和成熟BF均有较强的抑制作用,其中,HNK抑制MRSA 41573 BF形成的MIC和MBC分别为10μg/mL和20μg/mL;抑制成熟BF的MIC和MBC分别为50μg/mL和100μg/mL。当用亚抑菌浓度的HNK与万古霉素联合作用后,可显著提高成熟BF对万古霉素的敏感性。HNK能显著抑制PIA的合成,且呈浓度剂量依赖。HNK能抑制供试菌株eDNA的释放量,其中1/8 MIC的HNK作用供试菌株16 h后,与对照组相比,e DNA的释放量降低了28.3%。HNK可抑制供试菌株BF形成的相关基因,其中1/2 MIC的HNK作用供试菌株16 h后,与对照相比,icaA的表达量降低了59.1%,cidA的表达量降低了56%,agrA的表达量降低了72.3%。【结论】HNK能显著抑制MRSA 41573 BF的形成,其作用机制主要是通过抑制icaA和cidA基因表达量,影响PIA和eDNA的合成,进而抑制BF的形成。此外HNK也可通过调控细菌的QS系统影响BF的形成。     

金黄色葡萄球菌生物膜形成能力与耐药性关系的研究

目的 调查本地区分离金黄色葡萄球菌生物膜形成能力与耐药性之间的关系,为临床金黄色葡萄球菌的治疗及耐药性分析提供合理的依据.方法 对所分离的金葡菌进行药敏试验,采用刚果红平板法,定性检测生物膜粘附能力,探讨金葡菌的耐药性与生物膜形成之间的关系.结果 对50株金葡菌进行生物膜检测发现,15株为生物膜阳性,均检测为ica A基因阳性,35株生物膜阴性.生物膜阳性菌株对环丙沙星、左氧氟沙星、利福平及庆大霉素的耐药性显著高于生物膜阴性菌株,生物膜阳性菌的MRSA阳性率高达66.7％,显著高于生物膜阴性菌株,但均未发现对万古霉素和替考拉宁耐药的菌株.结论 本地区金葡菌生物膜阳性菌株比例较高,生物膜阳性株对抗菌药物的耐药性明显高于生物膜阴性株.     

五倍子水煎剂对表皮葡萄球菌生物膜抑制的研究

通过五倍子水煎剂对表皮葡萄球菌MIC测定和生物膜形成干预的研究,为表皮葡萄球菌引起感染提供新的治疗途径。用微量肉汤稀释法分别测定五倍子水煎剂对表皮葡萄球菌的MIC;刚果红及刚果红红霉素、五倍子水煎剂琼脂平板测定表皮葡萄球菌PIA生成与抑制;五倍子水煎剂、红霉素干预表皮葡萄球菌生物膜形成,于光镜和电镜下观察其生物膜形态。134株表皮葡萄球菌五倍子水煎剂的MIC50为0.488 mg/mL,MIC90为0.977 mg/mL。134株表皮葡萄球菌中有50株为PIA阳性,PIA阳性的50株菌全部产生生物膜,红霉素对表皮葡萄球菌生物膜形成有抑制,而五倍子水煎剂则无。表皮葡萄球菌PIA的相互作用在其生物膜的生成中起主要作用;五倍子水煎剂对表皮葡萄球菌生长有明显的抑制但对生物膜形成无干预作用。     

norD对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌生物膜形成的影响

目的探究norD编码的超家族转运蛋白NorD对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌生物膜形成的影响。方法使用耐甲氧西林金黄色葡萄球菌MW2野生株和norD基因缺失株及norD互补菌株,微孔法培养形成生物膜,同时使用番红染剂对形成的生物膜染色,通过酶标仪检测特定波长下的A值,对细菌生物膜形成定量分析。结果常规培养时,MW2野生株和MW2 norD缺失株生物膜的形成比较差异无统计学意义(P0.05)。低Fe~(2+)离子环境下,MW2 norD基因缺失株培养48h,生物膜形成的量少于MW2(t=3.878,P=0.0082)。结论MW2 norD基因缺失株在低Fe~(2+)离子环境下引发生物膜分解,提示NorD可促进Fe~(2+)离子环境下生物膜的形成。     

木犀草素对金黄色葡萄球菌的抑菌活性及其机制

【目的】研究木犀草素对金黄色葡萄球菌的抑制活性及其机制。【方法】利用2,3,5-氯化三苯基四氮唑(TTC)染色,细胞膜渗透性测定,SDS-PAGE蛋白谱变化,4′,6-二脒基-2-苯基吲哚(DAPI)荧光染色法等对木犀草素的抑菌活性及其机制进行研究。【结果】木犀草素能影响金黄色葡萄球菌细胞膜的通透性,木犀草素作用16h,菌体可溶性蛋白总量减少64.54%,DNA含量减少48.44%,RNA含量减少39.35%,木犀草素的浓度为1.6mg/mL时,拓扑异构酶I和II的活性可完全被抑制。【结论】木犀草素有明显的抑菌活性,其抑菌机制主要是通过抑制DNA拓扑异构酶的活性,进而影响菌体核酸及蛋白质的合成来实现的。     

冬凌草提取物对金黄色葡萄球菌生物膜形成的抑制作用

研究了冬凌草提取物对金黄色葡萄球菌生物被膜形成的影响。采用结晶紫染色法评价了冬凌草提取物在不同质量浓度和不同添加时间下干预金黄色葡萄球菌生物被膜的作用。实验结果表明,冬凌草提取物对金黄色葡萄球菌的MIC和MBC分别为125μg/mL和250μg/mL,在亚抑菌浓度,冬凌草提取物对金黄色葡萄球菌生物膜形成的干预作用不明显;当冬凌草提取物质量浓度大于1倍MIC时,其对金黄色葡萄球菌生物膜形成的有明显的抑制作用,在生物膜形成的初始时间(0 h)添加药物抑制效果最佳,2MIC冬凌草提取物对金黄色葡萄球菌成膜的抑制率达到79%以上;24 h后添加抑制作用较弱,抑制率仅有60%左右。采用银染法和荧光染色法研究了冬凌草提取物对金黄色葡萄球菌生物膜的清除效果和抑制胞外多糖的合成,实验结果也表明,在亚抑菌浓度,冬凌草提取物对金黄色葡萄球菌生物膜的清除和胞外多糖合成的抑制作用很弱,当冬凌草提取物质量浓度大于1 MIC时,在生物膜形成的初始时间(0 h)添加药物,对金黄色葡萄球菌生物膜清除效果明显,胞外多糖的合成也受到显著的抑制。本研究为冬凌草提取物在食品防腐和保鲜,以及无抗饲料的广泛应用提供理论基础。     

葡萄糖类似物甲基葡萄糖对表皮葡萄球菌生物被膜形成的影响及调节机制的研究

生物被膜(Biofilm)是条件致病菌表皮葡萄球菌(Staphylococcusepidermidis)的主要致病因素,生物被膜的形成依赖多糖PIA的合成,PIA合成与细菌糖代谢相关。通过研究葡萄糖类似物甲基葡萄糖(MethylDglucoside,MG)对生物被膜的形成及相关基因表达的影响,考察生物被膜形成的调控机制并寻找抑制生物被膜形成的方法。甲基葡萄糖能抑制97337株生物被膜的形成,而且不同浓度的甲基葡萄糖对生物膜作用不同。甲基葡萄糖对97337株生物被膜形成的早期的粘附有较强的抑制作用;不同浓度的甲基葡萄糖处理后对ica和AtlE基因的mRNA表达水平影响不大,但能诱导agr基因的表达,这与甲基葡萄糖处理不同时间后的结果一致;而且甲基葡萄糖处理后97337的表面相关蛋白的组成明显改变。甲基葡萄糖对生物膜的抑制并不直接由于它对生长的抑制,它对细菌生长和生物被膜形成的抑制与其在细菌糖代谢中的竞争性相关;甲基葡萄糖能通过调控agr基因的表达改变细菌表面从而抑制97337的早期粘附和生物被膜的形成,但没有通过调控icaADBC、icaR的表达抑制生物膜的形成,可能与其对合成PIA相关糖基转移酶的竞争性抑制相关。     

Biofilm formation and the presence of the intercellular adhesion locus ica among staphylococci from food and food processing environments

In clinical staphylococci, the presence of the ica genes and biofilm formation are considered important for virulence. Biofilm formation may also be of importance for survival and virulence in food-related staphylococci. In the present work, staphylococci from the food industry were found to differ greatly in their abilities to form biofilms on polystyrene. A total of 7 and 21 of 144 food-related strains were found to be strong and weak biofilm formers, respectively. Glucose and sodium chloride stimulated biofilm formation. The biofilm-forming strains belonged to nine different coagulase-negative species of Staphylococcus. The icaA gene of the intercellular adhesion locus was detected by Southern blotting and hybridization in 38 of 67 food-related strains tested. The presence of icaA was positively correlated with strong biofilm formation. The icaA gene was partly sequenced for 22 food-related strains from nine different species of Staphylococcus, and their icaA genes were found to have DNA similarities to previously sequenced icaA genes of 69 to 100%. Northern blot analysis indicated that the expression of the ica genes was higher in strong biofilm formers than that seen with strains not forming biofilms. Biofilm formation on polystyrene was positively correlated with biofilm formation on stainless steel and with resistance to quaternary ammonium compounds, a group of disinfectants.     

乳源耐甲氧西林金黄色葡萄球菌icaA/D基因缺失株的构建及其生物被膜形成能力与耐药性分析

【背景】耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(Methicillin Resistant Staphylococcus aureus,MRSA)是一种具有多重耐药性的人畜共患病原菌,常引起奶牛乳房炎等疾病。形成生物被膜是MRSA重要的耐药机制之一。研究发现ica操纵子调控的胞间多糖黏附素(Polysaccharide Intercellular Adhesin,PIA)通过促进MRSA的黏附与聚集介导生物被膜形成,icaA和icaD基因共表达可显著提高MRSA的N-乙酰葡聚糖转移酶活性,但icaA/D蛋白对MRSA生物被膜形成和耐药性的影响仍不清楚。【目的】探讨icaA/D基因、MRSA生物被膜形成及耐药性三者之间的相关性,为寻找药物作用新靶点提供科学依据。【方法】以具有多重耐药性且生物被膜形成能力强的乳源MRSA M5分离株为研究对象,利用同源重组技术构建其icaA/D基因缺失株;利用FITC-ConA染色结合激光共聚焦显微镜观察野生株与icaA/D基因缺失株的生物被膜形成过程与能力;采用微量肉汤稀释法测定14种抗菌药物对野生株与icaA/D基因缺失株的最小抑菌浓度(MinimumInhibitoryConcentration,MIC)。【结果】构建了MRSA M5的icaA/D基因缺失株。激光共聚焦显微镜下观察到野生株在培养16 h后形成了一层厚的成熟生物被膜,随后开始解离,直至120 h完全解离;而icaA/D基因缺失株在培养后16 h仅形成一薄层生物被膜,48h完全解离。10种受试抗菌药物对缺失株的MIC较野生株减小,而且缺失株对8种药物的敏感性由原来的耐药或中介转变为中介或敏感。【结论】icaA/D基因缺失可明显降低MRSA的生物被膜形成能力与耐药性。     

sarA negatively regulates Staphylococcus epidermidis biofilm formation by modulating expression of 1 MDa extracellular matrix binding protein and autolysis‐dependent release of eDNA

Biofilm formation is essential for Staphylococcus epidermidis pathogenicity in implant‐associated infections. Nonetheless, large proportions of invasive Staphylococcus epidermidis isolates fail to form a biofilm in vitro. We here tested the hypothesis that this apparent paradox is related to the existence of superimposed regulatory systems suppressing a multicellular biofilm life style in vitro. Transposon mutagenesis of clinical significant but biofilm‐negative S. epidermidis 1585 was used to isolate a biofilm positive mutant carrying a Tn917 insertion in sarA, chief regulator of staphylococcal virulence. Genetic analysis revealed that inactivation of sarA induced biofilm formation via overexpression of the giant 1 MDa extracellular matrix binding protein (Embp), serving as an intercellular adhesin. In addition to Embp, increased extracellular DNA (eDNA) release significantly contributed to biofilm formation in mutant 1585ΔsarA. Increased eDNA amounts indirectly resulted from upregulation of metalloprotease SepA, leading to boosted processing of autolysin AtlE, in turn inducing augmented autolysis and release of eDNA. Hence, this study identifies sarA as a negative regulator of Embp‐ and eDNA‐dependent biofilm formation. Given the importance of SarA as a positive regulator of polysaccharide mediated cell aggregation, the regulator enables S. epidermidis to switch between mechanisms of biofilm formation, ensuring S. epidermidis adaptation to hostile environments.