《The Microbe》：Antibacterial, anti-biofilm, and anti-quorum sensing effects of jujube extract against
Salmonella enterica serovar Typhimurium and
Escherichia coli O157:H7
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本研究针对食源性致病菌生物膜耐药难题，首次从群体感应（QS）调控角度揭示红枣（Ziziphus jujuba）提取物对鼠伤寒沙门氏菌（S. Typhimurium）和大肠杆菌O157:H7的三重抑制作用：抗菌（MIC分别为1250 μg/mL和625 μg/mL）、抗生物膜形成（亚MIC浓度下抑制率显著）及抗QS活性（下调csgA、luxS等关键基因表达）。该研究为开发靶向细菌群体通信的天然抗菌剂提供了分子证据，对解决抗生素耐药性问题具有重要科学价值。
在食品安全与公共卫生领域，鼠伤寒沙门氏菌（Salmonella enterica serovar Typhimurium）和肠出血性大肠杆菌O157:H7（Escherichia coli O157:H7）等病原体引发的感染始终是重大挑战。这些细菌不仅能在胃肠道定殖引发腹痛、发热等症状，更擅长通过形成生物膜（biofilm）增强环境耐受性，导致传统抗生素疗效下降。生物膜的形成受群体感应（Quorum Sensing, QS）系统精密调控，该系统通过细菌分泌的自诱导分子（Autoinducers）协调群体行为。近年来，植物提取物因具有多重生物活性且不易诱发耐药性，成为抗生物膜研究的热点。
为探索天然产物对食源性致病菌的干预潜力，研究人员聚焦药用植物红枣（Ziziphus jujuba），系统评估其提取物对两种致病菌的抗菌、抗生物膜及抗QS效果。通过微量肉汤稀释法测定，红枣提取物对大肠杆菌O157:H7和鼠伤寒沙门氏菌的最小抑菌浓度（MIC）分别为625 μg/mL和1250 μg/mL，且最小杀菌浓度（MBC）与MIC值一致，表明其具备杀菌活性。在亚MIC浓度下，微孔板法（MTP）和扫描电子显微镜（SEM）观测均显示提取物可显著抑制生物膜形成并破坏已形成生物膜（图2-5）。进一步通过实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析发现，提取物处理可下调大肠杆菌O157:H7的csgA（卷曲菌毛亚基）、fimA（Ⅰ型菌毛亚基）、luxS（自诱导分子-2合成酶）和pfs（代谢酶）基因表达，以及鼠伤寒沙门氏菌的sdiA（QS调控因子）和csgD（生物膜主调控因子）表达（图6），从分子层面证实其通过干扰QS通路抑制生物膜发育。
本研究首次揭示红枣提取物作为QS抑制剂的潜力，为开发针对多重耐药菌的天然靶向策略提供了新思路。相关成果发表于《The Microbe》，为食品保鲜和抗感染药物研发提供了理论依据。
关键技术方法
研究采用微量肉汤稀释法测定最小抑菌浓度（MIC）和最小杀菌浓度（MBC）；通过微孔板结晶紫染色法评估生物膜形成与破坏能力；利用扫描电子显微镜（SEM）直观观察生物膜结构变化；通过实时定量PCR（qRT-PCR）分析QS相关基因表达量，以16S rRNA和rrsD基因作为内参。实验菌株来源于巴斯德研究所保藏菌种（ATCC 43888和ATCC 14028），红枣样品采自伊朗博季努尔德市当地市场。
研究结果
3.1 浮游菌抑制效果
红枣提取物对两种致病菌均呈现浓度依赖性抑制，对大肠杆菌O157:H7的MIC和MBC值为625 μg/mL，对鼠伤寒沙门氏菌为1250 μg/mL（图1）。
3.2 抗生物膜活性
在亚MIC浓度（MIC/2、MIC/4）下，提取物对两种菌的生物膜形成抑制率和已形成生物膜破坏率均显著高于对照组（图2、3），且对大肠杆菌O157:H7的抑制效果更强。
3.3 生物膜结构的电子显微镜观察
SEM图像显示，经MIC/2浓度提取物处理后，细菌聚集程度和微菌落结构明显减少（图4、5），表明提取物可物理破坏生物膜三维架构。
3.4 QS相关基因表达分析
qRT-PCR结果显示，提取物处理使大肠杆菌O157:H7的luxS表达下调2.22倍，鼠伤寒沙门氏菌的sdiA表达下调1.82倍（图6），关键黏附因子和QS信号合成基因均受到抑制。
结论与讨论
本研究从表型与基因层面证实红枣提取物可通过干扰QS系统抑制致病菌生物膜形成。其活性可能源于富含的黄酮类（flavonoids）和萜类（terpenoids）成分，这些物质已被报道可阻断细菌信号传导。与传统抗生素相比，QS抑制剂不直接杀伤细菌，有望延缓耐药性产生。未来需进一步分离纯化活性单体，并在食品模型或体内验证其安全性。该研究为天然抗菌剂在食品工业和新药研发中的应用提供了实验支撑。
