鱼腥草素钠对金黄色葡萄球菌自溶抑制的

2024年3月16日发(作者：成法)

中国科技论文在线

鱼腥草素钠对金黄色葡萄球菌自溶抑制的

转录组研究与功能性分析

刘丽慧

1

，梁俊超

1

，李扬

1

，郭娜

2

，申凤鸽

1

，邢明勋

1

，王学林

1

，吴秀萍

1

，

于录

1

（1. 吉林大学人兽共患病研究所，人兽共患病研究教育部重点实验室，吉林大学畜牧兽医

学院，长春 130062；

2. 吉林大学食品质量与安全系，长春 130062）

摘要：本实验中，鱼腥草素钠对 21 株金黄葡萄球菌具有体外抗菌活性。鱼腥草素钠可降低

Triton X-100 对金黄色葡萄球菌自溶的诱导作用，而酶谱电泳分析和自溶酶定量检测方法

证实鱼腥草素钠可降低金黄色葡萄球菌胞外的胞壁质水解酶的活性。芯片结果显示经鱼腥草

素钠作用后的菌株与对照菌株相比，自溶素基因 atl, sle1, cidA 和 lytN 转录的抑制水平

与自溶抑制因子基因 lrgAB 和 sarA 的诱导水平一致且自溶正调控因子基因 agrA 和 RNAIII

下调。负调控因子基因 lytSR, mgrA 和 arlS 表达水平下降并不能说明自溶抑制是因鱼腥草

素钠作用所致。而大量毒力因子基因转录抑制表明鱼腥草素钠是通过一条共享作用途径影响

自溶和毒力因子基因的。除此之外，一些重要基因的转录也受到鱼腥草素钠的影响。芯片中

的部分结果我们已通过 RT-PCR 验证。

关键词：金黄色葡萄球菌；鱼腥草素钠；基因芯片；转录

中图分类号：S432.4+2 文献标识码：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

基金项目：国家自然基金（30871889）；教育部新教师基金（2）；国家科技重大专项子课题

（2008ZX10301）；吉林省科技发展计划项目（20080565）；吉林大学基础科研业务费；吉林大学农学部

人才建设基金

作者简介：刘丽慧，（1987-），女，硕士

通信联系人：于录，（1970-），男，教授，.E-mail:***************

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0 引言

金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus，简称金葡菌)广泛分布于自然界，如空气、土壤、

水及物品上，也经常存在于人和动物的皮肤以及与外界相通的腔道中，是一种最常引起医院

内严重感染的革兰氏阳性致病菌，它可以引发一系列感染类疾病，从普通的皮肤感染到危及

生命的全身系统性疾病，如心内膜炎，骨髓炎等。由于抗菌药的大量应用和滥用，60%的金

葡菌具有耐药性，而且一些菌株已发展成可抵抗 20 多种不同抗菌药的耐多药金葡菌，给金

葡菌感染的治疗带来极大的困难。因此，研究新型抗菌机制，开发潜在抗菌活性的抗菌药具

有重要意义。

在中国，鱼腥草素钠已被用作临床抗菌药多年

[1]

。据报道它可有效抑制革兰氏阳性菌的

生长(如金黄色葡萄球菌，肺炎链球菌，卡他莫拉菌和 B 型嗜血性流感杆菌)

[2]

。荧光实验结

果表明鱼腥草素钠可通过疏水作用直接与革兰氏阳性菌的膜蛋白结合，与革兰氏阴性菌相

比，它对革兰氏阳性菌具有更强的抗菌活性

[3]

。然而，至今很少报道用分子生物学方法清楚

阐述鱼腥草素钠对金葡菌的作用机制。

本研究发现鱼腥草素钠可抑制 Triton X-100 诱导的金葡菌自溶基因和金葡菌自身一些毒

立因子基因的转录。先前有报道表明在金葡菌的治疗中，蛋白合成抑制剂四环素

[4]

和氯霉素

[5]

联用或糖肽类万古霉素

[6]

和替考拉宁

[7]

联用可降低细菌自溶。然而，内酰胺类抗生素能增

加金葡菌的自溶，大概由于其能改变蛋白酶解过程

[8]

。金葡菌在感染过程中会分泌大量毒力

因子蛋白，包括粘附细胞壁的，胞浆的或与细胞膜融合的，这些毒力因子均参与金葡菌的感

染过程。这些因子的协调表达是由多效性调控元件包括二组分调节系统和 SarA 蛋白家族

(SarA, AgrCA, SaeSR, ArlRS, LytSR 和 SrrAB)调节的

[9]

。其中，一些调控因子包括 SarA,

AgrCA, ArlRS 和 LytSR，已证实可影响自溶素的表达

[10]

。葡萄球菌的胞壁质水解酶包括

N-乙酰基胞壁质酶，N-乙酰基氨基葡糖苷酶，N-乙酰胞壁酰-L-丙氨酸酰氨酶，内肽酶和葡

萄糖基转移酶，这些水解酶可分解肽聚糖扁平膜囊，进而导致细胞自溶。若失控，这些水解

酶可破坏细胞壁致使细胞自溶。胞壁质水解酶在细胞分裂包括子代细胞分离，肽聚糖循环，

抗生素引发的细胞壁溶解和致病性中具有重要作用。

本实验研究了鱼腥草素钠对金葡菌临床耐药株和标准株的抗菌活性，并通过对金葡菌标

准株进行酶谱电泳和自溶酶定量检测，分析了鱼腥草素钠对自溶的抑制作用。最后，我们通

过分析一系列自溶，毒力和细胞壁相关基因的转录从分子水平探索鱼腥草素钠对自溶抑制的

介导作用。其中一些自溶相关基因的转录已通过实时 RT-PCR 验证。

1 材料和方法

1.1

材料

1.1.1

菌株和材料

20 株临床金黄色葡萄球菌分离株从吉林大学第一附属医院获得，它们具有不同的耐药

性，金葡菌标准株 ATCC25923 购自中国医学微生物菌种保藏中心(CMCC)。Mueller-Hinton

broth II 培养基购自 BD 公司(Sparks, MD)。鱼腥草素钠购自美国 ChemPacific 公司，贮存液

用 DMSO（Sigma-Aldrich）溶药后制备。

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