论文部分内容阅读
金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus,金葡菌)是一种临床上常见的革兰氏染色阳性的机会致病菌,可以引起多种疾病,如菌血症、感染性心内膜炎、关节炎以及皮肤和软组织感染。近年来,金葡菌耐药性对于细菌性感染的治疗造成了极大的困难,传统的抗菌策略往往是直接抑制或者杀灭细菌,这一方式固然高效但是会对细菌产生很大的生存压力,加速了细菌耐药性的产生,从而产生恶性循环,因此临床上迫切需要新的抗感染策略和药物。随着对细菌致病力分子机制研究的逐步深入,抗毒力策略的提出无疑为解决上述问题提供了新的思路。分选酶A(Sortase A,SrtA)是一种转肽酶,可以特异性地识别多肽序列LPXTG(Leu-Pro-X-Thr-Gly),从而将细菌的多种表面蛋白锚定在细胞壁上,而这些表面蛋白在细菌入侵靶细胞的过程中,发挥着重要的作用。α-溶血素(α-hemolysin,Hla),由hla基因编码,是一种水溶性成孔毒素,可以在多种宿主细胞细胞膜表面形成七聚体,从而使细胞发生损伤或死亡。近些年来,SrtA和Hla被视为新的药物靶点,所以许多针对它们的研究也渐渐成为了热点。本研究以耐药性金葡菌SrtA和Hla为靶标,建立了多重抑制剂筛选平台,筛选出了潜在的毒力因子抑制剂,并阐述了其抑制金葡菌SrtA和Hla的作用机制,从而为解决细菌性感染这一重大议题提供新的解决思路。在本研究中,我们通过荧光共振能量转移试验、溶血试验、侵袭试验、粘附试验等,发现小分子天然化合物查尔酮,在较低的浓度下(IC50为53.15μM)可以显著抑制金葡菌SrtA的活性,从而减少金葡菌表面蛋白A的锚定、金葡菌与纤连蛋白的结合、生物膜的形成并阻止细菌的侵袭,而此浓度并不影响细菌的生长。同时发现,低浓度的查尔酮(IC50为17.63μM)可以显著降低金葡菌溶血素的溶血活性。荧光定量PCR试验结果表明,查尔酮通过抑制Hla编码基因hla及其上游的正向调控系统Agr二元调控系统的转录使得Hla的表达量下降从而降低了金葡菌的溶血活性。体外组织感染试验和体内小鼠感染模型试验研究表明,查尔酮对金葡菌溶血素所介导的A549细胞的细胞损伤有很好的保护效果,同时可以降低肺炎模型小鼠的死亡率。分子动力学模拟和定点残基突变试验表明查尔酮通过与金葡菌SrtA的结合,从而抑制了SrtA的活性,其结合的主要残基为Val168,Ile182和Arg197。综上,本研究表明查尔酮是一种潜在的抗金葡菌感染的先导化合物,同时也为致病性耐药菌的感染治疗提供了新的理论基础。