来自Pelargonium graveolens的可水解单宁通过破坏细菌的细胞膜和运动能力来抑制其毒力和耐药性

《Journal of Ethnopharmacology》：Hydrolysable tannins from Pelargonium graveolens overcome bacterial virulence and resistance through membrane and motility disruption.

　　

Najlae El-Otmani|Tobias Blank|Robin Teufel|Olivier Potterat

摩洛哥拉巴特穆罕默德五世大学医学院与药学院药物科学系治疗化学实验室，邮编6203

摘要

民族药理学意义

Pelargonium graveolens L’Hér.（牻牛儿苗科）传统上被用于治疗微生物感染。其花朵具有抗菌活性，但其中活性成分及其对抗多重耐药（MDR）病原体的作用机制尚未得到充分研究。

研究目的

本研究旨在鉴定P. graveolens花朵中的抗菌化合物，并阐明它们对临床相关MDR细菌的毒力相关表型的体外作用。

材料与方法

将甲醇提取的花朵样品进行基于HPLC的活性分析，随后通过制备色谱法进行纯化。从活性组分中获得的单宁类化合物针对携带mecA/C、erm、bla_OXA-48-like、bla_CTX-M耐药基因以及Panton-Valentine白细胞毒素（PVL）的革兰氏阳性和革兰氏阴性MDR临床分离株进行了评估。通过生化、荧光和显微镜技术（包括冷冻透射电子显微镜（cryo-TEM）检测了抗菌活性（MIC、IC₅₀）、生物膜形成、运动能力（游动、群集）、外排泵活性、膜通透性和去极化作用。

结果

鉴定出五酰基、六酰基、七酰基、八酰基和非八酰基葡萄糖为主要抗菌成分，其中五酰基葡萄糖和更高阶单宁类化合物表现出广谱抗菌活性。机制研究表明，在250 μg/mL浓度下，单宁类化合物显著抑制了细菌运动能力，在所测试的实验条件下以菌株依赖性方式减少了生物膜形成，增强了膜通透性和去极化作用，并强烈抑制了外排泵活性，在某些菌株中的抑制效果超过了参考物质Carbonyl Cyanide 3-Chlorophenylhydrazone（CCCP）的诱导效果。

结论

P. graveolens中的单宁类化合物表现出多种体外抗菌和抗毒力相关作用，包括破坏膜相关功能、抑制运动能力和外排介导的耐药性，这突显了它们作为对抗产毒MDR病原体的潜在抗菌候选物的价值，并为进一步研究其对哺乳动物细胞的细胞毒性和选择性提供了基础。

引言

Pelargonium graveolens L'Hér.（牻牛儿苗科），俗称玫瑰香天竺葵，是一种原产于非洲南部的多年生植物，目前在全球多个地区都有栽培（Diedericks等人，2024年）。民族植物学调查一致认为P. graveolens是最常被引用的药用植物之一，传统上以其叶子和花朵的浸剂形式用于治疗微生物感染（Yassara等人，2025年）。民族药理学证据表明，其地上部分被制成热水浸剂，用于抗菌和抗感染，特别是在治疗皮肤感染（如痤疮、湿疹、癣、伤口和扁桃体炎）以及胃肠道和呼吸系统疾病方面（Sandasi等人，2023年）。这些传统应用强烈表明该植物含有生物活性成分，为进一步的科学研究提供了坚实的民族药理学依据。药理学研究越来越多地证实了这些传统说法，证明P. graveolens具有广泛的生物活性，包括抗菌（Celi等人，2024年；El Aanachi等人，2020年；Pedraza等人，2023年）、抗炎（Martins等人，2017年）、促进伤口愈合（Asgarirad等人，2023年）、抗衰老（El Wafa等人，2025年）和细胞毒性（Asker和Al Haidar，2024年）作用。植物化学研究表明，P. graveolens的治疗潜力与其丰富复杂的次生代谢物组成密切相关。该植物富含酚类化合物，如黄酮类、酚酸和单宁（Gevrenova等人，2024年）。其中，黄酮醇苷（主要是槲皮素、山柰酚和没食子素衍生物）在叶子和花朵中含量较高（Boukhris等人，2013年；Checkouri等人，2020年）。值得注意的是，首次从P. graveolens中分离出一种新的黄酮醇衍生物（Neeladri等人，2025年）。最近的研究还发现山柰酚二甲醚和奎宁酸是P. graveolens叶提取物中的抗病毒成分，进一步证实了该植物的药理学价值（Nouira等人，2025年）。

在全球抗菌素耐药性日益增加的背景下（Rameez等人，2026年），寻找针对多重耐药病原体的天然化合物已成为研究重点（Mazumder等人，2026年）。在之前的研究中，我们发现P. graveolens的花提取物对临床MDR菌株有效，包括S. aureus（MRSA）、S. aureus PVL和P. aeruginosa（El-Otmani等人，2025年）。然而，这些抗菌成分尚未被鉴定，且它们对常用临床抗生素耐药的病原体的作用机制尚不清楚。为了解决这些问题，我们旨在鉴定P. graveolens花朵中的活性成分及其对抗耐药病原体的作用机制。抗菌素耐药性越来越多地由革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌中的关键耐药基因传播驱动（Aminov和Mackie，2007年；Li等人，2024年）。在S. aureus中，mecC和mecA基因的出现显著改变了甲氧西林的耐药性动态（Miller等人，2024年）。携带mecA的菌株常常表现出多重耐药性，使得治疗变得更加复杂（Putriningsih等人，2024年）。此外，革兰氏阴性病原体正在迅速发展碳青霉烯类耐药性，这主要由bla_OXA-48-like基因驱动（Lee等人，2024年）。最近在P. aeruginosa和A. baumannii中发现的OXA-48类似酶引发了对其宿主范围的担忧（Esmaeel等人，2025年）。这些基因通常位于移动遗传元件上，促进了水平基因转移，进一步加剧了临床和环境中的抗菌素耐药性负担（Aminov和Mackie，2007年）。本研究特别关注通过多种非致命靶点来减弱细菌毒力，包括破坏细菌膜、抑制生物膜形成和干扰游动及群集行为。这些与毒力相关的特性对于细菌定植和持久性至关重要。破坏这些机制为传统杀菌方法提供了替代策略。进一步探讨了活性成分抑制外排泵活性和膜去极化的潜力，重点关注与多重耐药性和毒力因子分泌相关的关键机制。

章节摘录

植物材料

2022年5月，在摩洛哥Fes-Meknes地区的Sahel Boutaher（北纬34°29'52.067''，西经4°48'17.397''）采集了P. graveolens的花朵。植物材料由Pr. Hamid Khamar（摩洛哥拉巴特穆罕默德五世大学植物学与植物生态学系）鉴定，并将凭证标本（RAB114770）存放在拉巴特科学研究所的植物学标本馆。经过两周风干后，

基于HPLC的活性分析

为了鉴定P. graveolens甲醇提取物中的活性成分，采用了基于HPLC的活性分析方法，该方法结合了在线记录的物理化学数据与基于时间依赖性HPLC微分馏分的生物活性测试结果（Potterat和Hamburger，2014年）。在分析型SunFire HPLC柱上生成了一分钟的分馏段，并评估了其对B. subtilis DSM 402在扩散琼脂中的抗菌活性

讨论

对P. graveolens甲醇提取物的HPLC分析表明，其抗菌活性与五酰基至非八酰基葡萄糖单宁类化合物相关。通过HPLC-UV/MS分析、NMR（图S5）和与参考标准的比较，确认了五酰基葡萄糖的身份。六酰基至非八酰基葡萄糖为异构混合物。相比之下，山柰酚苷mauritianin和clitorin未显示出任何活性。

结论

本研究强调了五酰基葡萄糖、六酰基/七酰基、七酰基/八酰基和非八酰基葡萄糖混合物对携带mecA, erm, bla_OXA-48-, bla_{CTX-M基因的PVL产毒MDR细菌的强效抗菌和抗毒力作用。除了抑制运动能力外，这些单宁类化合物还通过改变膜通透性和外排泵活性发挥作用，表明它们作为膜活性植物化学物质的潜力，但其在革兰氏阴性菌株中的有效性仍有待进一步研究。}

CRediT作者贡献声明

Najlae El-Otmani：撰写——初稿、可视化、方法学设计、实验设计、概念构建。Olivier Potterat：撰写——审稿与编辑、验证、监督、数据管理、概念构建。Tobias Blank：撰写——审稿与编辑、监督、实验设计、数据管理。Robin Teufel：撰写——审稿与编辑、验证、监督、资源提供。

Helander和Mattila-Sandholm，2000年。

数据可用性

数据可应要求提供。

? 作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：Najlae El-Otmani报告称获得了瑞士政府优秀奖学金的资助。如果还有其他作者，他们声明没有已知的可能影响本文工作的财务利益或个人关系。

巴塞尔大学药学生物学系）在NMR实验中的技术协助。感谢N.提供的财务支持。