白色念珠菌(Canidia albicans)一種條件治病真 菌,當機體免疫功能下降時,白色念珠菌將大量繁殖 入侵機體細胞導致疾病發(fā)生 。菌群與上皮細胞表 面的受體結(jié)合并分泌出胞外多糖或蛋白,形成的膜 狀物,即生物膜。與浮游細胞相比,生物膜將自身包 裹在自發(fā)粘附的多糖和蛋白質(zhì)層中,使白色念珠菌 粘附到表面,可防治藥物的殺菌作用 ,具有抵抗更 高水平的抗真菌劑的能力,并且可以產(chǎn)生對常用治 療的耐受性 。生物膜的形成是白色念珠菌產(chǎn)生耐 藥性的主要原因之一 。因此,篩選生物膜抑制劑的 研究方向具有很大意義。
高速冷凍離心機,高壓滅菌鍋,電子天平,96 孔 板,恒溫振蕩儀,酶標儀
致病菌株:白色念珠菌 ATCC 64550(Canidia al? bicans ATCC 64550),購于美國典型培養(yǎng)物保藏中心 ATCC。拮抗菌株:放線菌菌株 TRM43355 分離于新 疆阿拉爾市塔克拉瑪干沙漠的流動風沙。
高氏一號培養(yǎng)基(1 L);AM6 培養(yǎng)基(1 L);YPD 培養(yǎng)基;SDB培養(yǎng)基,培養(yǎng)見《微生物實驗指導》。 試劑:(NH4)2SO3;CuSO4·5H2O;FeSO4·7H2O;Mn? SO4·H2O;ZnSO4·7H2O;CH3OH。
TRM43355 的分類學鑒定 根據(jù)張仁文等報道的用酶解法提取鏈霉菌基 因組總DNA并進行16S rRNA基因的PCR擴增,并委 托上海生物工程有限公司測序。使用 EzTaxon 數(shù)據(jù) 庫與來自最密切相關(guān)的鏈霉菌屬物種的序列進行多 重比對,以及序列相似性的計算。通過 MEGA 軟件 中 鄰 接 法(Neighbor - Joining,NJ)構(gòu) 建 系 統(tǒng) 發(fā) 育 樹 ,明確其分類學地位。
將放線菌菌株 TRM43355 接種于高氏一號固體 培養(yǎng)基于 37 ℃培養(yǎng) 5-7 d。將單菌落接種于 AM6 液 體發(fā)酵培養(yǎng)基,每瓶 150 mL,37 ℃,180 r/min 振蕩培養(yǎng) 7-10 d。發(fā)酵液用紗布過濾,除去大顆粒的菌體, 再用 50 mL 離心管,10000 r/min 離心 10 min,以備后 續(xù)使用。
將發(fā)酵液分別通過D-101大孔樹脂吸附 ,分別 用 30 %、50 %、70 %、95 %甲醇洗脫,收集不同階段 組分,膏狀 50 ℃烘干備用。稱取適量浸膏用 5 % DMSO溶解,過0.22 µm無菌微孔濾膜,-20 ℃待用。
將放線菌菌株 TRM43355 的發(fā)酵液用紗布過濾 后,10000 r/min 離心 10 min,收集上清,再按 70 %的 濃度加入飽和硫酸銨 ,置于攪拌 30 min,4 ℃靜置 過夜,10000 r/min 低溫高速離心 15 min,收集沉淀。 用少量 PBS(磷酸鹽緩沖液)溶解沉淀,用 MW8000- 10000 的透析袋4 ℃透析48 h。奈氏試劑檢測透析液 中的 NH4+ 是否殘留。將無殘留 PBS溶解的粗蛋白溶 液冷凍抽干,存放-20℃?zhèn)溆谩?/span>
采用微孔板半定量方法 檢測蛋白對念珠菌生 物膜形成能力的影響。用 PBS 配制蛋白母液濃度為 2 mg/mL,經(jīng)過 0.22 µm 微孔濾膜過濾,置于 96 孔板 中,進行倍性稀釋,獲得蛋白濃度為 1000~3.91 μg/ mL 檢測不同蛋白濃度對白色念珠菌生物膜形成 能力的影響。
取 100 μL 的菌株 TRM43355 發(fā)酵液分段產(chǎn)物溶 液(30 %、50 %、70 %、95 %不同甲醇相組分浸膏)和 100 μL 的菌液(將培養(yǎng) 72 h 白色念珠菌菌液按 1:10 稀釋,菌液濃度為 1.205×107 CFU/mL)加至 96 孔板 中,混勻,4 個孔為一組平行實驗。37℃培養(yǎng)箱靜置 培養(yǎng) 72 h 后用酶標儀檢測生物生長量,蒸餾水沖洗 三次,洗去未黏附的浮游真菌,60 ℃烘箱1 h,用0.5% 結(jié)晶紫染色5 min,用蒸餾水沖洗后室溫下自然晾干, 用酶標儀測定ATCC 64550白色念珠菌生物膜形成能 力,相對生物膜形成能力=(處理組 OD490/空白對照OD490)×100。
TRM 43355經(jīng)過16S rRNA基因序列比對分析結(jié) 果表明此菌株屬于鏈霉菌屬,與數(shù)據(jù)庫中Streptomyces barkulensis RC 1831T 具 有 最 高 相 似 性 ,相 似 度 為 99.06%。與其它鏈霉菌屬種親緣關(guān)系如圖1所示。
使用微孔板半定量法檢測發(fā)酵液的提取物對白 色念珠菌ATCC 64550生物膜形成的影響。菌株 TRM 43355 的粗蛋白對白色念珠菌生物膜 形成具有很好的抑制效果,抑制率高達 88.12 %,其 70 %、95 %甲醇洗脫分子的活性也比較顯著。后續(xù) 實驗就放線菌 TRM 43355發(fā)酵液中的粗蛋白深入研 究。為了確定菌株 TRM 43355 發(fā)酵液中蛋白對白色 念珠菌生物膜形成的最小抑膜濃度,用不同濃度蛋 白,采用微孔板定量法測試活性。粗蛋 白濃度為 2 mg/mL 時對白色念珠菌生物膜形成抑制 率為 93%。當?shù)鞍诐舛?0. 25 mg/mL、0. 5 mg/mL 和 1 mg/mL 時相對生物膜形成能力分別為 96. 31 %、 82. 98 %和86. 89 %,當?shù)鞍诐舛葹?2 mg/mL、2. 5 mg/ mL 和 3 mg / mL 時 相 對 生 物 膜 形 成 能 力 分 別 為 6. 48 %、7. 71 %和 7. 75 %;蛋白濃度為 0. 25 mg/mL、 0. 5 mg/mL和1 mg/mL時幾乎不能達到抑制生物膜的 效果,蛋白濃度為 2 mg/mL、2. 5 mg/mL 和 3 mg/mL 時 抑制生物膜的效果較好,抑制率可達90 %以上,因此 不同的蛋白濃度對白色念珠菌生物膜形成影響較 大,蛋白濃度越高生物膜形成能力越弱,抑制率越 強;濃度為 2 mg/mL 的蛋白濃度為最佳,繼而后續(xù)活 性測試都采用蛋白濃度為2 mg/mL。
上海一恒通過上述分析得出生物膜起到屏障保護作用,使藥物很難作用菌 群,因此生物膜的形成是白色念珠菌產(chǎn)生耐藥性主 要原因之一。白色念珠菌對大部分抗真菌藥物產(chǎn)生 多重耐藥性,這些使得白色念珠菌感染對人類健康 產(chǎn)生更大的威脅。為了發(fā)現(xiàn)和開發(fā)低毒性和高治療 活性的新型抗真菌劑,專家們試圖從天然產(chǎn)物(植 物,動物,微生物)中尋找。例如植物來源的姜黃 素 ,厚樸酚 ,和厚樸酚 ,檸檬烯 等對白色念 珠菌生物膜的形成具有較好的抑制作用;動物來源的蛙皮抗菌肽- S1 可抑制白色念珠菌生物膜的形 成 ;微生物來源的土壤鏈霉菌菌株 98%乙醇提取 物 ,冠霉素鏈霉菌 ADP4 乙酸乙酯粗提取物 、海 洋 細 菌 枯 草 芽 孢 桿 菌 的 5 - 羥 甲 基 - 2 - 糠 醛 (5HM2F) 、糞腸球菌細菌素 EntV 等對白色念珠 菌的生物膜也具有較好的抑制效果。天然衍生的化 學抗真菌劑是一種有吸引力的選擇,特別是那些微 生物衍生的分子,由于它們對機體的刺激性小,毒性 小,同時也不易使病原菌發(fā)現(xiàn)采取防護措施。目前 開發(fā)的大部分抗生素都源于放線菌,它被廣泛認為 是新抗生素產(chǎn)生菌群的重要菌種,是開發(fā)價值相當 高的一類微生物。
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