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铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)是革兰氏阴性菌,是全球排名前三的人类感染病原菌之一。虎耳草作为一种中国传统的中药资源,具有多种治疗作用。我们前期实验结果表明,虎耳草乙醇提取物正丁醇萃取物对铜绿假单胞菌(PAO1)和ATCC27853抑制的作用最强。另外,植物提取物可能对铜绿假单胞菌毒力因子如绿脓菌素、生物膜的产生有抑制作用。因此,我们探讨了虎耳草醇提物正丁醇萃取物抗菌和抗毒力因子的作用及可能的机制,并探讨其可能的有效成分。 方法: 1.虎耳草提取物的制备:用水和95%乙醇粗提取虎耳草,再分别用石油醚,乙酸乙酯,正丁醇及水萃取虎耳草醇提物,得到虎耳草乙醇提取物不同溶剂的萃取物。 2.最低抑菌浓度检测(MIC):微量稀释法测定虎耳草不同溶剂提取物以及虎耳草乙醇提取物正丁醇萃取物中主要成分包括没食子酸、原儿茶酸、岩白菜素和绿原酸对铜绿假单胞菌的MIC。 3.虎耳草提取物的成分分析:利用液质联用(HPLC-Q-TOF-MS/MS)和高效液相色谱(HPLC)分别定性定量研究虎耳草乙醇提物正丁醇萃取物的主要成分及含量。 4.亚抑制浓度的确认:通过测定生长曲线判断虎耳草乙醇提取物正丁醇萃取物及其主要成分没食子酸、原儿茶酸、岩白菜素和绿原酸对铜绿假单胞菌生长情况。 5.生物膜和绿脓菌素检测:通过结晶紫法和氯仿提取法,分析虎耳草乙醇提取物正丁醇萃取物及其主要成分没食子酸、原儿茶酸、岩白菜素和绿原酸对铜绿假单胞菌生物膜形成和绿脓菌素产生的作用。 6.报告基因表达变化检测:通过构建荧光报告菌株,酶标仪发光实验检测虎耳草乙醇提取物正丁醇萃取物及其主要成分没食子酸、原儿茶酸、岩白菜素和绿原酸对铜绿假单胞菌毒力因子相关基因的作用。 结果: 1.93 g虎耳草粉末经乙醇提取后得到9.2 g残余物,用不同溶剂萃取残余物最终得到1.947 g石油醚萃取物,1.582 g乙酸乙酯萃取物,1.056 g正丁醇萃取物和4.615 g水萃取物。 2.虎耳草水提物对PAO1的MIC大于23 mg/mL;虎耳草醇提物正丁醇萃取物,乙酸乙酯萃取物,石油醚萃取物,水萃取物对PAO1的MIC分别为5.0 mg/mL,6.3 mg/mL,25.0 mg/mL和50.0 mg/mL。没食子酸、原儿茶酸、岩白菜素与绿原酸对PAO1的MIC分别为2 mg/mL,2 mg/mL,6 mg/mL和4 mg/mL。 3. HPLC-Q-TOF-MS/MS鉴定出11种化合物,包括没食子酸,原儿茶酸,岩白菜素,去甲岩白菜素,绿原酸,槲皮素3-O-龙胆二糖苷,槲皮素3-O-β-吡喃木糖基(1→2)-β-D-吡喃葡萄糖苷,槲皮素-3-O-β-D-半乳糖苷,槲皮素-3-O-β-D-鼠李糖苷,二氢槲皮素,槲皮素。HPLC检测出岩白菜素含量为142.3±0.2 mg/g;没食子酸含量为6.9±0.2mg/g;原儿茶酸含量为3.5±0.1 mg/g;绿原酸含量为3.2±0.2 mg/g。 4.1/4 MIC虎耳草乙醇提取物正丁醇萃取物,1/2 MIC没食子酸、原儿茶酸、岩白菜素和绿原酸的生长曲线与不加药物的PAO1生长曲线基本一致。 5.1/4 MIC虎耳草乙醇提物正丁醇萃取物抑制PAO1生物膜形成和绿脓菌素产生;毒性因子基因lasI,lasR,rhlI,phzA1,phzA2和pilG表达降低,降低范围从13%(lasI)-43%(phzA1)不等。 6.没食子酸、原儿茶酸和绿原酸对生物膜的生成和绿脓菌素的产生有抑制作用,能降低相关毒性因子基因的表达,其中绿原酸的作用最强;岩白菜素不影响生物膜的形成,但促进绿脓菌素的产生,增加相关毒性因子基因的表达。 结论: 1.在各种溶剂的虎耳草提取物中,虎耳草乙醇提取物正丁醇萃取物抗铜绿假单胞菌的作用最强,能通过降低基因phzA1,phzA2的表达减少绿脓菌素的产生,并能减少生物膜的形成,可能可以作为治疗铜绿假单胞菌感染的新型抗毒力剂,为临床用药提供新的用药策略。 2.虎耳草乙醇提取物正丁醇萃取物发挥抗菌和抗毒力作用的主要成分可能是没食子酸、原儿茶酸和绿原酸。