魚腥草素鈉對金黃色葡萄球菌自溶抑制的

2024年3月16日發(fā)(作者：成法)

中國科技論文在線

魚腥草素鈉對金黃色葡萄球菌自溶抑制的

轉錄組研究與功能性分析

劉麗慧

1

，梁俊超

1

，李揚

1

，郭娜

2

，申鳳鴿

1

，邢明勛

1

，王學林

1

，吳秀萍

1

，

于錄

1

（1. 吉林大學人獸共患病研究所，人獸共患病研究教育部重點實驗室，吉林大學畜牧獸醫(yī)

學院，長春 130062；

2. 吉林大學食品質量與安全系，長春 130062）

摘要：本實驗中，魚腥草素鈉對 21 株金黃葡萄球菌具有體外抗菌活性。魚腥草素鈉可降低

Triton X-100 對金黃色葡萄球菌自溶的誘導作用，而酶譜電泳分析和自溶酶定量檢測方法

證實魚腥草素鈉可降低金黃色葡萄球菌胞外的胞壁質水解酶的活性。芯片結果顯示經(jīng)魚腥草

素鈉作用后的菌株與對照菌株相比，自溶素基因 atl, sle1, cidA 和 lytN 轉錄的抑制水平

與自溶抑制因子基因 lrgAB 和 sarA 的誘導水平一致且自溶正調(diào)控因子基因 agrA 和 RNAIII

下調(diào)。負調(diào)控因子基因 lytSR, mgrA 和 arlS 表達水平下降并不能說明自溶抑制是因魚腥草

素鈉作用所致。而大量毒力因子基因轉錄抑制表明魚腥草素鈉是通過一條共享作用途徑影響

自溶和毒力因子基因的。除此之外，一些重要基因的轉錄也受到魚腥草素鈉的影響。芯片中

的部分結果我們已通過 RT-PCR 驗證。

關鍵詞：金黃色葡萄球菌；魚腥草素鈉；基因芯片；轉錄

中圖分類號：S432.4+2 文獻標識碼：A

In vitro activity of isoimperatorin in combination with

rifampicin, Transcriptional Profiling and Functional

Analysis Reveals Sodium Houttuyfonate-mediated Inhibition

of Autolysis in Staphylococcus aureus

(1. Key Laboratory of Zoonosis Rearch, Ministry of Education, Institute of Zoonosis, College of

Animal Science and Veterinary Medicine, Jilin University, ChangChun 130062;

2. Department of Food Quality and Safty, Jilin University, ChangChun 130062)

Abstract: Sodium houttuyfonate (SH) showed in vitro antibacterial activity against 21 Staphylococcus

aureus (S. aureus) strains. Triton X-100-induced autolysis was significantly decread by SH in S.

aureus ATCC 25923, and zymographic analysis and quantitative bacteriolytic assays demonstrated

SH-mediated reduction of extracellular murein hydrola activity in the cells. Microarray results

showed decread levels of autolysin atl, sle1, cidA and lytN transcripts in the SH-treated strain as

compared to the control strain that were consistent with the induction of the autolytic repressors lrgAB

and sarA and with the downregulation of the positive regulators agrA and RNAIII. The reduced

expression of the additional negative regulators lytSR, mgrA, and arlS fails to explain the inhibition of

autolysis triggered by SH. In addition, the transcription of a large number of virulence factors were

inhibited, indicating that SH affects autolysis and virulence genes via a shared pathway. Moreover, the

transcription of veral important genes such as tho of the iron-regulated surface determinant system

was also affected by SH. Some of the microarray results were confirmed by real-time RT-PCR.

Keywords:Staphylococcus aureus; sodium houttuyfonate; GeneChip; transcription

Liu Lihui

1

, Liang Junchao

1

, LiYang

1

, Guo Na

2

, Shen Fengge

1

, Xing Mingxun

1

,

Wang Xuelin

1

, Wu Xiuping

1

, Yu Lu

1

基金項目：國家自然基金（30871889）；教育部新教師基金（2）；國家科技重大專項子課題

（2008ZX10301）；吉林省科技發(fā)展計劃項目（20080565）；吉林大學基礎科研業(yè)務費；吉林大學農(nóng)學部

人才建設基金

作者簡介：劉麗慧，（1987-），女，碩士

通信聯(lián)系人：于錄，（1970-），男，教授，.E-mail:***************

-1-

中國科技論文在線

0 引言

金黃色葡萄球菌(Staphylococcus aureus，簡稱金葡菌)廣泛分布于自然界，如空氣、土壤、

水及物品上，也經(jīng)常存在于人和動物的皮膚以及與外界相通的腔道中，是一種最常引起醫(yī)院

內(nèi)嚴重感染的革蘭氏陽性致病菌，它可以引發(fā)一系列感染類疾病，從普通的皮膚感染到危及

生命的全身系統(tǒng)性疾病，如心內(nèi)膜炎，骨髓炎等。由于抗菌藥的大量應用和濫用，60%的金

葡菌具有耐藥性，而且一些菌株已發(fā)展成可抵抗 20 多種不同抗菌藥的耐多藥金葡菌，給金

葡菌感染的治療帶來極大的困難。因此，研究新型抗菌機制，開發(fā)潛在抗菌活性的抗菌藥具

有重要意義。

在中國，魚腥草素鈉已被用作臨床抗菌藥多年

[1]

。據(jù)報道它可有效抑制革蘭氏陽性菌的

生長(如金黃色葡萄球菌，肺炎鏈球菌，卡他莫拉菌和 B 型嗜血性流感桿菌)

[2]

。熒光實驗結

果表明魚腥草素鈉可通過疏水作用直接與革蘭氏陽性菌的膜蛋白結合，與革蘭氏陰性菌相

比，它對革蘭氏陽性菌具有更強的抗菌活性

[3]

。然而，至今很少報道用分子生物學方法清楚

闡述魚腥草素鈉對金葡菌的作用機制。

本研究發(fā)現(xiàn)魚腥草素鈉可抑制 Triton X-100 誘導的金葡菌自溶基因和金葡菌自身一些毒

立因子基因的轉錄。先前有報道表明在金葡菌的治療中，蛋白合成抑制劑四環(huán)素

[4]

和氯霉素

[5]

聯(lián)用或糖肽類萬古霉素

[6]

和替考拉寧

[7]

聯(lián)用可降低細菌自溶。然而，內(nèi)酰胺類抗生素能增

加金葡菌的自溶，大概由于其能改變蛋白酶解過程

[8]

。金葡菌在感染過程中會分泌大量毒力

因子蛋白，包括粘附細胞壁的，胞漿的或與細胞膜融合的，這些毒力因子均參與金葡菌的感

染過程。這些因子的協(xié)調(diào)表達是由多效性調(diào)控元件包括二組分調(diào)節(jié)系統(tǒng)和 SarA 蛋白家族

(SarA, AgrCA, SaeSR, ArlRS, LytSR 和 SrrAB)調(diào)節(jié)的

[9]

。其中，一些調(diào)控因子包括 SarA,

AgrCA, ArlRS 和 LytSR，已證實可影響自溶素的表達

[10]

。葡萄球菌的胞壁質水解酶包括

N-乙酰基胞壁質酶，N-乙酰基氨基葡糖苷酶，N-乙酰胞壁酰-L-丙氨酸酰氨酶，內(nèi)肽酶和葡

萄糖基轉移酶，這些水解酶可分解肽聚糖扁平膜囊，進而導致細胞自溶。若失控，這些水解

酶可破壞細胞壁致使細胞自溶。胞壁質水解酶在細胞分裂包括子代細胞分離，肽聚糖循環(huán)，

抗生素引發(fā)的細胞壁溶解和致病性中具有重要作用。

本實驗研究了魚腥草素鈉對金葡菌臨床耐藥株和標準株的抗菌活性，并通過對金葡菌標

準株進行酶譜電泳和自溶酶定量檢測，分析了魚腥草素鈉對自溶的抑制作用。最后，我們通

過分析一系列自溶，毒力和細胞壁相關基因的轉錄從分子水平探索魚腥草素鈉對自溶抑制的

介導作用。其中一些自溶相關基因的轉錄已通過實時 RT-PCR 驗證。

1 材料和方法

1.1

材料

1.1.1

菌株和材料

20 株臨床金黃色葡萄球菌分離株從吉林大學第一附屬醫(yī)院獲得，它們具有不同的耐藥

性，金葡菌標準株 ATCC25923 購自中國醫(yī)學微生物菌種保藏中心(CMCC)。Mueller-Hinton

broth II 培養(yǎng)基購自 BD 公司(Sparks, MD)。魚腥草素鈉購自美國 ChemPacific 公司，貯存液

用 DMSO（Sigma-Aldrich）溶藥后制備。

-2-