沙门氏菌(Salmonella)是一种肠杆菌科的革兰氏阴性兼性厌氧菌,分为邦戈沙门氏菌(S.bongori)和肠道沙门氏菌(S.enterica)两个种属。作为一种常见的食源性致病菌,沙门氏菌种类繁多,在全球范围内,共有2600多种血清型,其中较流行的血清型有140余种,许多血清型的沙门氏菌均能产生毒素尤其是肠炎沙门氏菌、鼠伤寒沙门氏菌和猪霍乱沙门氏菌,能致多种动物的沙门氏菌病。据美国食品药品监督管理局统计,沙门氏菌每年造成约1200万例疾病,导致23000例住院以及450例死亡;在中国,每年有超过300万人次感染沙门氏菌。同时沙门氏菌也给畜牧养殖产业带来了巨大的经济损失,严重威胁公共健康和食品安全。


目前,虽然抗生素是最常用的治疗和控制细菌感染的方法,但是大部分抗生素都是直接影响细菌生存关键元件,并进而杀死细菌,极强的选择性压力,诱导了细菌耐药性的产生。沙门氏菌菌毛使其运动系统的重要组成部分,大量研究表明,沙门氏菌菌毛可以主导沙门氏菌对宿主细胞的黏附和侵袭。因此,筛选沙门氏菌菌毛的抑制剂,可以首先抑制病原菌到达感染部位,阻碍其黏附和入侵细胞,从而达到抗沙门氏菌感染的目的,同时筛选到的抑制剂也降低选择性压力,避免细菌耐药性的产生。


现代药理学研究表明,柠檬醛具有平喘、抗过敏、抗血栓、抗心律失常、抗菌等多种药理作用。目前,国内外未见柠檬醛在抑制沙门氏菌滑动运动功能和制备沙门氏菌滑动运动抑制剂的报道。


本次研究开拓了柠檬醛的新用途,提供柠檬醛在制备沙门氏菌滑动运动功能抑制剂中的应用,为治疗沙门氏菌感染药物提供了新选择。


本以沙门氏菌为研究模式菌,筛选获得柠檬醛在不影响细菌生长的情况下能够显著抑制沙门氏菌在半固体培养基上的的滑动运动,还发现柠檬醛抑制沙门氏菌黏附HeLa细胞,并对沙门氏菌感染小鼠具有保护作用。


柠檬醛对沙门氏菌生长的影响


挑沙门氏菌单菌落至LB液体培养基(0.3M NaCl)过夜培养(37℃,200rpm),次日按照1:100比例扩培至600nm处吸光度(OD600nm


)为0.3左右,量取菌液平均分装至五个50ml锥形瓶中(每瓶约20ml),分别加入不同浓度(0、4、8、16、32、64μg/ml)的柠檬醛。在37℃,200rpm条件下继续培养,每隔0.5h测定每组样品的OD600nm,直至生长至平台期。


结论:相比于未加药物处理组,柠檬醛处理组(4~32μg/ml)的细菌生长状态未见任何异常,表明柠檬醛在有效浓度范围内不影响沙门氏菌的正常生长(见附图1)。

图1:柠檬醛在一定浓度范围内不影响鼠伤寒沙门氏菌的生长(横轴表示时间,纵轴表示测定值)


综上所述,以沙门氏菌菌毛表型进行抑制剂筛选,对拟筛选到的柠檬醛进行评价。体外试验以沙门氏菌黏附和入侵HeLa细胞为模型,测定柠檬醛对沙门氏菌介导的细胞黏附和入侵的影响,同时柠檬醛在有效浓度范围内不影响沙门氏菌的正常生长,表明柠檬醛对沙门氏菌的功能抑制作用是通过非抑菌或杀菌机制实现;体内以口服灌胃方式建立沙门氏菌感染小鼠模型,发现柠檬醛可显著降低沙门氏菌感染小鼠靶器官(肝脏和脾脏)菌落定植数。该研究为以沙门氏菌滑动运动的功能为靶标的药物制备提供理论基础和思路。


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