基于抑制细胞膜功能的大黄素抗MRSA分子机制研究

Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) is an important pathogen of nosocomial infections with strong drug resistance which leads to high mortality. According to recent research, drugs acting on membrane contain not only significant antibacterial activity, but also the characteristic of not easy to cause resistance. Our studies have shown the efficacy ingredient emodin had significant anti-MRSA activity both in vitro and in vivo, and it is not easy to cause bacteria resistant too. Through preliminary mechanism research, we found that emodin could inhibit MRSA cell wall synthesis, reduce the membrane fluidity and disrupt the integrity of membrane, and we confirmed that emodin was a compound which also acted on bacterial membrane. Based on the current studies and the properties of emodin, the present study will be carried out from both the direct effect and the indirect influence of emodin. In the first step, the effects of emodin on cell wall precursors and PBPs are investigated to confirm the direct acting mechanisms of emodin on inhibiting cell wall synthesis . In the second step, the effects of emodin on phospholipids and distribution of important PBPs located in MRSA membrane are investigated to identify whether it can inhibit cell wall synthesis by an indirect way. Based on above research, the anti-MRSA molecular mechanisms of emodin through inhibiting MRSA cell membrane functions will be preliminary clarified.

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA) 是院内感染的重要病菌，致死率高，多药耐药现象日益严重。最新研究表明作用于细胞膜的药物一般具有较好的活性，而且不易诱导细菌产生耐药性。我们研究发现虎杖药效成分大黄素不仅具有显著的体内外抗MRSA活性，而且不易诱导耐药。初步机制研究确定大黄素在破坏MRSA细胞壁合成的同时，也能降低MRSA细胞膜流动性和破坏细胞膜完整性，而细胞膜是细胞壁合成的重要场所，说明大黄素也是一种作用于细胞膜的化合物。基于已有研究结果和大黄素的理化性质，本研究拟从直接作用和间接影响两方面开展：第一步，考察大黄素对MRSA细胞壁前体、重要PBPs的作用，明确其抑制细胞壁合成的直接作用机制；第二步，考察大黄素对膜磷脂分子的作用以及对重要PBPs分布的影响，明确其是否通过作用于磷脂分子而间接抑制细胞壁合成。通过以上研究，初步阐明大黄素通过抑制MRSA细胞膜功能发挥抗MRSA作用的分子机制。

耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA) 是院内感染的重要病菌，致死率高，多药耐药现象日益严重。我们前期研究发现虎杖药效成分大黄素不仅具有显著的体内外抗MRSA活性，而且不易诱导细菌耐药。初步机制研究确定大黄素是一种作用于细胞膜的化合物，且可能具有多个作用靶点。.在前期实验基础上，参考化学结构分析，本研究考察了大黄素与MRSA细胞壁前体、细胞膜磷脂分子和PBPS等可能靶分子的相互作用，并考察了对细胞膜功能蛋白分布的影响。一方面，首先通过MIC、MBC和杀菌曲线等生物学活性实验研究可能靶分子对大黄素抗MRSA活性的抑制作用，结果表明，N-乙酰葡糖胺、心磷脂与磷脂酰甘油能够不同程度的抑制大黄素抗MRSA活性；接下来，分别通过ITC、荧光、核磁等检测，研究大黄素与可能靶分子的相互作用，结果证明大黄素与N-乙酰葡糖胺、心磷脂与磷脂酰甘油具有亲和作用；通过HPLC检测大黄素作用前后MRSA细胞壁前体N-乙酰葡糖胺的含量变化，结果表明，大黄素能够降低菌体N-乙酰葡糖胺含量，再此证明N-乙酰葡糖胺是大黄素的一个作用靶点。另一方面，表达纯化PBP2a与PBP2，通过生物传感器、ITC检测大黄素与蛋白的亲和作用，结果表明，大黄素与PBP2a具有一定亲和作用，而与PBP2无亲和作用。通过考察大黄素对MRSA细胞膜流动性的影响，确定大黄素可以降低膜流动性，从而影响膜功能蛋白的正常分布，间接抑制MRSA细胞壁合成。.大部分实验工作已完成，后续研究仍在进行，已发表SCI论著一篇，目前一篇SCI论著正在投稿。