冷水花等天然药物抑制细菌粘附的化学成分和作用机制研究

细菌粘附抑制剂不能杀死细菌，但是能抑制细菌粘附宿主细胞，阻断感染过程，是一种具有新作用机制的抗菌剂，近年来受到广泛关注。在前期实验中，本课题组证实，冷水花、知母、茯苓具有抑制细菌粘附的作用，这一现象迄今国内外尚无报道。目前，细菌粘附抑制剂的研究还存在一些空白区，比如，是否存在广谱性的粘附抑制剂、粘附抑制剂的分子结构是否具有多样性、粘附抑制剂能否在体内发挥抗细菌感染作用等，我们拟选择冷水花、知母、茯苓为研究对象探讨上述问题。本课题将首先测定冷水花、知母、茯苓对几种人类病原菌粘附性的抑制强度，跟踪分离活性分子，然后进行作用机制探讨，最后建立动物模型评价活性分子的体内抗感染药效。此外，拟利用细菌粘附秀丽隐杆线虫的特征，建立一种简单、直观的细菌粘附抑制剂筛选方法。本课题将为从天然产物中发现新作用机制的抗菌药物提供新的思路。

细菌粘附到宿主细胞表面是细菌感染的关键步骤。此外，粘附是细菌生物膜形成的基础，细菌生物膜能保护细菌逃避机体的免疫应答、屏蔽抗菌药物。本项目主要对冷水花、知母和茯苓进行抗细菌粘附成分研究。. 本项目完成了下列工作：（1）建立了一种筛选抗细菌粘附抑制剂的新方法；（2）确认冷水花、知母和茯苓的抗细菌粘附活性成分并初步探讨其作用机制；（3）对大约50种中草药进行了抗结核杆菌粘附筛选；（4）研究了类短短芽孢杆菌金属蛋白酶的溶血栓活性。. 经典的抗细菌粘附抑制剂的筛选方法叫微量结晶紫染色法，我们发现这种方法不适于对中草药粗提物进行筛选，因为粗提物的很多成分对96孔板具有很强的粘附性。将特制载玻片半浸入培养液中，我们建立了一种新的抗细菌粘附抑制剂筛选方法。该方法具有直观、准确的特点并解决了专性需氧菌比如结核杆菌粘附性研究的难题。这一方法的建立为从中草药中发现新的抗细菌粘附抑制剂提供了有力的工具。. 经过活性跟踪，明确冷水花的挥发油、知母的芒果苷和茯苓酸是抗大肠杆菌粘附的活性成分。冷水花挥发油抑制大肠杆菌粘附的最小有效浓度为0.5mg/ml。芒果苷主要干预大肠杆菌对酵母和肠上皮细胞的粘附过程，最小有效浓度为500µg/ml，其作用机制与阻断甘露糖受体有关。茯苓酸具有抗细菌粘附活性，最小有效浓度为128µg/ml，而茯苓乙酸乙酯萃取物抗大肠杆菌粘附的有效浓度为32µg/ml，可见茯苓抗细菌粘附不是单一成分起作用。电镜扫描结果提示，茯苓乙酸乙酯萃取物能干预细胞壁的合成或组装，使细菌失去粘附功能。. 采用新建立的方法，对约50种中草药进行抗结核杆菌粘附筛选，发现牛膝菊（Cmin, 15mg/ml）、射干（Cmin, 10mg/ml）和白芷（Cmin, 10mg/ml）具有抗粘附活性，其中射干与异烟肼具有联合抗结核杆菌作用。. 类短短芽孢杆菌GYZC01株是本项目使用的一种工具细菌，对其溶血栓活性的研究属本项目的衍生研究内容。. 本项目的研究结果表明，从中草药中发现细菌粘附抑制剂的前景非常广阔。对冷水花的后续研究应着重于其挥发油的用途，应对芒果苷进行结构修饰以获得活性更强的衍生物，对茯苓的后续研究应重视体内抗细菌粘附活性。本项目提示，中草药存在抗结核杆菌粘附活性分子，加强中草药抗结核杆菌粘附的基础研究对发现新型抗结核药物具有重大意义。