引种互叶白千层芳香精油抗病原微生物的研究

来源 :广州中医药大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:guihuxinxi
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目的:人类与病原微生物的斗争由来已久且因自然界协同进化的需要将永不会消失。目前,由于零售药店处方药监管机制不完善、人们缺乏抗生素正确使用的知识等原因,使得抗生素过度使用和不合理使用成为普遍现象,因此而导致的细菌对抗生素广泛耐药已经成为最为严重的公共卫生问题之一,因此,从天然植物中寻求新的防治药物或者协同抗生素增效的化合物显得至关重要。芳香疗法自古有之,其理论迄今仍指导着临床实践。芳香植物精油以其芳香气味能祛邪和扶正之独特功效而在众多芳香药物中无出其右。在中医理论指导下,对于中药(植物)的芳香精油进行现代药效研究及药理分析,从而在自然界中找到替代或者协同抗生素的天然无毒副作用的新产品,相信是解决问题的一个途径。原产地澳大利亚的桃金娘科植物互叶白千层(Melaleuca altemifolia)精油(Tea Tree Oil,TTO)对细菌、真菌、病毒、炎症、虫螨等具有抑制、拮抗、灭活等作用,被广泛应用于医疗卫生护理药品、日化用品、食品香料及农牧业方面,于上世纪90年代初引种至中国广东、广西等地。本研究通过对TTO的化学成分进行分析,和国际上通用的TTO进行对比,观察其对病原微生物的作用效果,分析其作用机理,从现代科学试验的角度来验证其是否具有芳香辟秽的功能,为中医养生的芳香植物现代研究提供试验依据,同时,从侧面认识引种之互叶白千层的特点,为当地茶树产业的发展提供科学数据参考。方法:1.查阅文献,搜集整理茶树精油芳香辟秽功效的研究,分析汇总茶树精油抗菌、消炎、抗病毒等方面的理论及试验数据;赴肇庆实地调研,了解当地引种的茶树精油的科研及产业现状;2.采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)法对样品CS-Wat进行化学成分的分离、分析和鉴定;根据国际标准(IS04730:1996)、国家行业标准(QB/T4002-2010)及广东省地方标准(DB44/T177--2003),与国内外其它实验室所做试验数据比较,确定所采集的互叶白千层植物类别及TTO品质;面积归一法得到含量前15的单体化合物,明确其化学结构并据此制备试验样品;3.CCK8-vero法确定试验样品毒性,并据此设定实验浓度;4.选择病毒HSV-1;人类病原微生物结核分枝杆菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、白假丝酵母菌;植物病原菌选择尖孢镰刀菌、柱孢菌菌、茄镰刀菌,通过分组设计、培养基配制、菌株培养、接种转板、牛津杯法等微生物活性测定方法进行试验,用统计学方法分析其试验结果;5.用棋盘法测定样品和多粘菌素联合对抗鲍曼不动杆菌的作用,用RNA-seq技术对活性样品处理后的鲍曼不动杆菌进行转录组测序,通过差异基因分析、GO的生物过程富集分析、KEGG通路富集分析和String数据库分析,对蓝桉醇协同多粘菌素显著增强抗鲍曼不动杆菌活性机制进行探讨。结果:1.从样品CS-Wat中共鉴定出了 90个成分,含量前15的成分依次是:(-)-4-萜品醇(34.32%)、γ-萜品烯(17.18%)、4-Carene(8.67%)、4-异丙基甲苯(6.52%)、α-松油醇(3.74%)、萜品油烯(3.73%)、桉油精/桉叶油醇(3.73%)、1,3,5-Cycloheptatriene(CAS 号:003479-89-8,2.20%)、α-蒎烯(1.89%)、1-Isopropyl-4(CAS 号016729-01-4,1.52%)、蓝桉醇(1.52%)、(+)-喇叭烯(1.26%)、(+)-香橙烯(1.19%)、10-cubenol(CAS 号:073365-77-2,0.68%)、2-((3R,3aR,3bS,4R,7R,7aS)-3,7-二甲基八氢-1H-环戊烷[1,3]环丙并[1,2]苯-4-基)丙-2-醇(CAS 号:220766-71-2,0.64%)。2.CCK8-vero试验结果显示:在浓度范围为0.78~50μM或μg/mL时,本实验样品与对照组比较,对vero无明显细胞毒性。3.本实验所有样品与对照组比较,均未显著降低HSV-1病毒、结核分支杆菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、白色假丝酵母、尖孢镰刀菌、柱孢菌菌、腐皮镰刀菌的生长速率。4.CS-Cru、CS-Wat、CS-11三者与多粘菌素联合抑制鲍曼不动杆菌,与对照组相比,降低多粘菌素对鲍曼不动杆菌的MIC倍数分别是4倍(100μg/ml)、32倍(50μg/ml)、128 倍(100μm)(P<0.05)。5.CS-11联合多粘菌素处理鲍曼不动杆菌后,引起了鲍曼不动杆菌转录组基因表达量发生显著变化。共鉴定4296个mRNA,其中98个mRNA与对照组相比表达量下调,16个基因表达量上调,差异基因占比2.65%(114/4296);对照组和药物处理组的差异基因重复性较好(P<0.05)。6.引起鲍曼不动杆菌生长抑制的生物过程,按照P值显著性(P<0.05)排序包括:含苯化合物的代谢过程、有机环状化合物分解代谢过程、细胞分解代谢过程、有机物分解过程、芳香族化合物的分解代谢过程、小分子分解代谢过程、异种生物分解代谢过程、异源代谢过程、细胞对异种生物刺激的反应、对异源生物刺激的反应、一元羧酸代谢等生物过程;KEGG通路富集分析差异显著:核糖体相关通路、代谢途径、不同环境中的微生物代谢、苯甲酸酯降解、抗生素的生物合成等通路都有显著变化。结论:1.本研究中的互叶白千层,不是1,8桉叶素型、松油醇-4型、异松油烯型,而是介乎于这三者之间的杂合中间型茶树,由此可以推出本试验采摘的互叶白千层成分有其自己的特点,这可能和当地的生态因素有关;2.研究发现制备的试验样品及精油的主要单体成分在初筛的较高浓度下,对HSV-1病毒、结核分枝杆菌、大肠杆菌、绿脓杆菌、金黄色葡萄球菌、表皮葡萄球菌、白假丝酵母菌、尖孢镰刀菌、柱孢菌菌、腐皮镰刀菌均无抑制作用,表明源自引种的互叶白千层制备的样品可能对不同微生物的抑制作用具有选择性,不排除对其它微生物具有作用,其阴性结果也可能与设定的浓度有关,但提高浓度可能意味着活性效果不高;3.试验用TTO及其主成分之一蓝桉醇均可显著协同多粘菌素发挥抑菌作用,提示这些样品是多粘菌素的增敏剂,有望为临床减少多粘菌素的使用提供新的方案;4.针对蓝桉醇借助鲍曼不动杆菌的转录组测序进行的作用机制研究,提示蓝桉醇可能通过分解含苯环化合物、异源生物刺激反应等生物过程,调节核糖体蛋白合成等多种途径协同多粘菌素抗鲍曼不动杆菌效果。
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