中文摘要
鲎素是由17个氨基酸构成的抗菌肽,可抑杀细菌、真菌、病毒及抑制肿瘤细胞增殖和诱导癌细胞分化,在养殖、食品及医学领域极具研发价值。研究表明,细菌也可对抗菌肽产生抗药性,细菌体存在着抗抗菌肽系统,抗菌肽可使细菌的基因表达发生改变。迄今细菌对鲎素可否产生抗药性尚不清楚,鲎素抑杀细菌的机制也未完全阐明。本项目在前期证实DNA是鲎素杀菌靶点基础上,探讨细菌能否对鲎素产生抗药性,若产生,则观察其是否稳定及对其他抗菌肽是否具有交叉性,并通过基因芯片和蛋白质双向电泳检测鲎素对细菌基因表达和外膜蛋白质组的影响,从基因和蛋白水平探讨鲎素诱导细菌产生抗药性的机制;若不产生,将通过电化学、凝胶电泳、流式细胞仪、扫描和透射电镜等方法,从DNA结构、DNA复制及细菌形态结构等变化探索鲎素不能诱导细菌产生抗药性的机制。项目对于科学评价鲎素的研发价值、深入研究细菌和鲎素的互作关系及研发高效安全的抗菌肽具有重要的指导意义。
结题摘要
以浓度递增法在大肠杆菌和金葡球菌的培养基中分别添加鲎素持续半年,可使细菌形态和结构发生显著变化,但细菌不对鲎素产生抗药性。提示细菌不易对鲎素产生抗药性。对其机制研究表明,鲎素在几分钟内即可杀灭细菌,并呈现明显浓度时间效应;鲎素以破膜(大肠杆菌)或不破膜(金葡球菌)形式造成细菌胞质渗漏,并引起细菌胞内酯酶失活;高浓度鲎素(≥80μg/mL)可使细菌DNA断裂,鲎素与大肠杆菌DNA以沟槽和静电方式结合,与金黄色葡萄球菌DNA以嵌入方式结合。提示细菌不易对鲎素产生抗药性与鲎素杀菌快速和杀菌靶点较多相关。鲎素可抑杀微藻细胞(真核细胞)和枯草芽孢杆菌,颠覆了"抗菌肽选择性杀伤病变真核细胞而不杀伤正常真核细胞"的先前的认识;丝状真菌里氏木霉对鲎素具有较好的天然的抗药性。基因芯片检测表明,低于MIC浓度的鲎素诱导细菌仅仅30-60 min,细菌的基因表达就会发生显著改变,提示亚抑制剂量的鲎素长期胁迫细菌,细菌具有对鲎素产生抗药性的潜力。在饲用芽孢杆菌的培养基中添加鲎素,经过一年以上时间的诱导,饲用枯草芽孢杆菌对鲎素产生了明显的抗药性。结果提示,鲎素能不能诱导细菌对其产生抗药性,关键在于诱导时间长短。
