表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)抑制奇异变形杆菌毒力因子产生的机制解析及其在导管相关尿路感染治疗中的潜力

《Medical Care》:Mechanistic insights into the inhibitory effect of epigallocatechin gallate on the production of virulence factors in Proteus mirabilis

【字体: 时间:2026年01月09日 来源:Medical Care 2.8

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  本文系统探讨了绿茶活性成分表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)对导管相关尿路感染(CAUTIs)主要病原体奇异变形杆菌(Proteus mirabilis)多重毒力因子的抑制作用机制。研究发现EGCG的最小抑菌浓度(MIC)为94 μg/mL,最小杀菌浓度(MBC)为188 μg/mL,能浓度依赖性地抑制生物膜形成、尿素酶(urease)活性、溶血素(hemolysin)产生及群集运动(swarming motility),并通过qRT-PCR分析证实其可显著下调flhB、flhD、speA、luxS、ureR、hpmA、hpmB等关键毒力基因表达。该研究为开发基于植物提取物的抗毒力策略治疗CAUTIs提供了实验依据。

  
引言
导管相关尿路感染(CAUTIs)占医院获得性感染的25%,显著增加患者死亡率、医疗成本和住院时间。奇异变形杆菌(Proteus mirabilis)作为CAUTIs的主要病原体,凭借其尿素酶产生、溶血素分泌和群集运动等毒力因子在致病过程中发挥关键作用。尿素酶介导尿素水解为氨和二氧化碳,升高尿液pH值,促进钙镁离子沉淀形成尿路结石和梗阻;群集运动由flhB和flhD基因通过鞭毛介导,使细菌可逆行进入膀胱;溶血素通过裂解肾小管上皮细胞增强侵袭能力;生物膜形成则保护细菌免受宿主免疫和抗生素攻击。抗生素耐药性日益严重,使靶向毒力因子的天然植物提取物成为替代策略。表没食子儿茶素没食子酸酯(EGCG)是茶多酚的主要活性成分,具有广谱生物活性,但其对奇异变形杆菌毒力因子的系统性抑制机制尚待深入阐明。
材料与方法
研究使用奇异变形杆菌标准菌株(ATCC 49055),通过微量稀释法测定EGCG的MIC和MBC,时间-杀菌曲线评估生长抑制,酚红法检测尿素酶活性,溶血试验测定溶血素产生,结晶紫染色和显微镜观察评估生物膜形成,人工尿液培养基中观察晶体形成并测定钙镁离子浓度,LB琼脂平板测定群集运动直径,qRT-PCR分析毒力基因(flhB、flhD、speA、ureR、hpmA、hpmB、luxS)表达。所有实验独立重复3次,使用SPSS 23进行统计学分析。
结果
抗菌活性:EGCG对奇异变形杆菌的MIC为94 μg/mL,MBC为188 μg/mL。时间-杀菌曲线显示EGCG浓度依赖性地抑制细菌生长,在MIC时完全抑制。
酶活性抑制:EGCG浓度依赖性地抑制尿素酶和溶血素产生,24 μg/mL、47 μg/mL和94 μg/mL处理组均显示显著降低。
生物膜形成:EGCG显著抑制生物膜形成,显微镜下可见处理组生物膜结构更松散。抑制效果与浓度正相关。
晶体形成:EGCG处理组培养基中钙镁离子浓度高于对照组,显微镜下晶体形成减少,表明EGCG抑制晶体形成。
群集运动:EGCG浓度与群集运动直径负相关,94 μg/mL处理组运动直径显著减小。
基因表达:47 μg/mL EGCG(亚MIC浓度)处理显著下调ureR、hpmA、hpmB(尿素酶和溶血素相关)、flhB、flhD、speA(群集运动相关)及luxS(群体感应相关)基因表达。
讨论
本研究在亚MIC浓度下证实EGCG通过下调毒力基因表达而非直接杀菌作用抑制奇异变形杆菌的致病性。EGCG破坏生物膜结构、抑制群集运动,与抑制群体感应(QS)系统相关基因luxS表达一致。尿素酶和溶血素抑制与ureR、hpmA、hpmB下调相符,减少了晶体形成和组织损伤风险。群集运动抑制与flhB、flhD、speA表达下降相关,后者参与鞭毛运动和能量代谢。这些发现揭示了EGCG作为抗毒力剂的多靶点作用机制,为开发针对CAUTIs的植物源治疗策略提供了分子基础。未来需通过动物模型验证其体内疗效和毒性。
结论
EGCG通过多途径抑制奇异变形杆菌的生长和毒力因子表达,包括生物膜形成、尿素酶活性、溶血素产生、群集运动及关键毒力基因调控,在对抗抗生素耐药性背景下具有重要治疗潜力。
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