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基于微流控芯片的线虫感染模型的构建及其在清热解毒中药的效-谱-毒关系中的研究

基于微流控芯片的线虫感染模型的构建及其在清热解毒中药的效-谱-毒关系中的研究
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  • 批准号:81403084
  • 批准年度: 2014年
  • 学科分类:中药药效物质(H2803) |
  • 项目负责人:姜志辉
  • 负责人职称:主管药师
  • 依托单位:广州军区广州总医院
  • 资助金额:23万元
  • 项目类别:青年科学基金项目
  • 研究期限:2015年01月01日 至 2017年12月31日
  • 中文关键词: 微流控芯片;线虫;感染;解毒;中药
  • 英文关键词:XDRAB-nematode model;antipyretic-antidotal TCM;microfluidic chip;high-throughput screen;effect-spect

项目摘要

中文摘要

鲍曼不动杆菌近年来呈世界性流行,已成为我国院内感染最重要的病原菌之一。尤其是广泛耐药鲍曼不动杆菌,临床治疗非常困难,开发新型抗生素迫在眉睫。从清热解毒中药中寻找抗菌药效物质被认为是一条有效路径。基于集成化微流控芯片的线虫模型为高通量中药筛选提供了一个重要平台。本项目拟首先构建基于微流控芯片的广泛耐药鲍曼不动杆菌-线虫模型;然后选取2010版《中国药典》一部中具清热解毒功效的130味中药,分别制备成水提物、50%乙醇提取物和95%乙醇提取物,待液质联用分析后,将各提取物应用于高通量筛选平台,根据线虫存活率判断药效和急性毒性,有活性提取物进行体外药敏实验以供对照;最后建立药效和急性毒性与提取物液质联用谱图数据的相关性,以期发现清热解毒中药的抗广泛耐药鲍曼不动杆菌药效物质和毒性物质。本项目旨在利用高通量筛选清热解毒中药的创新平台,为发现新型的抗菌先导物打下基础并提供技术借鉴。

英文摘要

In recent years Acinetobacter baumannii has been prevalent worldwide and has become one of the most important nosocomial pathogens. Especially for extensively drug resistant A. baumannii (XDRAB), the clinical treatment is very difficult. Therefore, it is quite urgent to develop novel antibiotics. Finding active compounds in antipyretic-antidotal traditional chinese medicine (TCM) has been thought to be an effective way to achieve the goal. The nematode model based on integrated microfluidic chip provides an important platform for high-throughput screen (HTS) of TCM. This program plans to firstly establish the XDRAB-nematode model based on microfluidic chip; then we sort out 130 kinds of antipyretic-antidotal TCM from Chinese Pharmacopoeia 2010 edition, extractions will be conducted utilizing water, 50% ethanol and 95% ethanol as solvents. After analyzing the extacts using HPLC-MS, the extracts will be applied to the HTS platform, then the antimicrobial activity and nematode toxicity will be evaluated by the worm survival rate, In vivo test as control data will be conducted for the active extracts. Finally we will investigate the effect-spectrum-toxicity relationship of all the antipyretic-antidotal TCM to figure out the active compounds and the toxic comounds. The goal of this program is to develop novel antibiotic lead and to provide technical reference by using of our newly developed HTS platform.

结题摘要

鲍曼不动杆菌近年来呈世界性流行,已成为我国院内感染最重要的病原菌之一。尤其是广泛耐药鲍曼不动杆菌(extensively drug resistant Acinetobacter baumannii, XDR-AB),临床治疗非常困难,开发新型抗生素迫在眉睫。从清热解毒中药中寻找抗菌药效物质被认为是一条有效路径。本项目首先建立了基于微流控芯片的广泛耐药鲍曼不动杆菌-线虫感染模型,为中药抗菌活性高通量筛选提供了一个重要平台。然后选取2010版《中国药典》一部中具清热解毒功效的75味中药,分别制备成水提物、50%乙醇提取物和95%乙醇提取物,将各提取物应用于感染模型进行体内抗菌活性的筛选,对具有较好体内抗菌作用的提取物进行液质联用分析,对药效和谱图数据进行统计分析,找出具有潜在抗菌活性的中药单体。然后对单体再次进行体内外药效验证。在构建感染模型的过程中,鉴于不同组成的线虫液体培养基和不同XDR-AB浓度对线虫的致死情况不同,通过条件优化,我们最终选择5×106 CFU/mL的XDR-AB和含有10 μM Fe3+的20%BHI液体培养基作为最优感染条件。线虫生存实验结果显示,XDR-AB感染线虫6 h为最佳感染时长,药物干预36 h为最佳干预时长。随后将感染模型高通量筛选中药提取物的体内药效,得到2种中药牡丹皮和冬凌草的提取物具有较高的活性,另有6种中药的提取物具有中等活性。对牡丹皮和冬凌草的提取物进行液质联用分析,结合药效和谱图数据进行统计分析,再综合既往文献报道,我们最终选取以上8种具有潜在抗菌活性中药中的共15个单体进行了体内外药效验证,得到中药牡丹皮的提取物丹皮酚、冬凌草的主要成分冬凌草甲素在1000 μg/ml时具有较好体内活性,但不具有体外活性,提示两种化合物可能作用于线虫的免疫系统或XDR-AB的毒力因子。 本项目通过建立广泛耐药鲍曼不动杆菌-线虫感染模型,筛选出2个可以提高线虫生存率的的中药单体丹皮酚和冬凌草甲素,通过下一步的机制研究和结构改造,有望发现一类具有全新作用机制的抗XDR-AB的新型抗生素。

评估说明

    国家自然科学基金项目“基于微流控芯片的线虫感染模型的构建及其在清热解毒中药的效-谱-毒关系中的研究”发布于爱科学iikx,并永久归类于相关科学基金导航中,仅供广大科研工作者查询、学习、选题参考。国科金是根据国家发展科学技术的方针、政策和规划,以及科学技术发展方向,面向全国资助基础研究和应用研究,发挥着促进我国基础研究源头创新的作用。国科金的真正价值在于它能否为科学进步和社会发展带来积极的影响。

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