没食子酸调控福氏志贺菌mdoH基因表达对生物膜的影响机制

The antibiotic resistance and food safety problems have become the serious public health problem with appearing the super bacteria. The natural antibacterial substance which are not inclined to developing drug resistance, have important research value. Gallic acid is an active constitute extracted from hydrolysated Chinese tannins. It was inferred that the broad-spectrum antibacterial gallic acid reveals toxic effect on bacteria for the selective inhibition on the synthesis of cell ball. In fact, the gallic acid can inhibit bacteria through the interaction between the cell membrane, cell ball and extracellular protein. Shigella flexneri is one of the important pathogen causing foodborne diarrhea, infecting almost 2 billion people every year on the world with high lethality. On the base of our study about the function of mdo gene family of Shigella flexneri and inhibition of gallic acid on growth and biofilm formation of Shigella flexneri, the mdoH gene is used as the target gene to study the mechanism of gallic acid on the biofilm formation of Shigella flexneri 2a. To investigate the inhibition mechanism of gallic acid in cell model with the changes of phenotype provides reference for developing the natural inhibitors and make the foundation for solving food safety problems caused by pathogens.

随着超级细菌不断诞生，抗菌物质的合理使用和食品安全问题已成为全球严重的公共卫生问题，不易产生耐药性的天然产物抗菌物质具有非常重要的研究价值。没食子酸是五倍子中单宁水解后含量最丰富的活性物质，有研究推断，没食子酸通过选择性地抑制细胞壁的合成对细菌产生抑制作用。没食子酸还可能通过与细菌的细胞膜、细胞壁或胞外蛋白的相互作用来抑制细菌生长。福氏志贺菌是引起食源性痢疾的一种重要致病菌，全球每年约有2亿人感染此病，致死率很高。本项目在确定了福氏志贺菌mdo基因家族功能和没食子酸对福氏志贺菌生长及生物膜的抑制作用基础上，以mdoH基因为靶点，从分子水平研究没食子酸抑制福氏志贺菌2a生物膜形成的机制，揭示天然抑菌物质对致病菌的抑制机理，结合目标致病菌的表型变化，在细胞模型中研究没食子酸对福氏志贺菌的影响，为研制安全有效的新型天然抗菌物质提供理论依据，对解决细菌性食品安全问题具有重要意义。

项目通过项目团队三年的实施，完成了预期目标，并得到了理想的实验结论。项目以微生物学基础研究为中心，探索天然物质的抑菌机理，针对致病菌最主要的致病特征进行了深入研究，形成了完整的致病菌生物膜定量检测方法，包括检测与福氏志贺菌生物膜性质相关的各种指标，包括生物膜的主成分糖和蛋白，以及磷脂、DNA等，从表型预测没食子酸对福氏志贺菌生物膜整体系统产生的影响，提示了天然物质对福氏志贺菌生物膜的抑制作用机制；项目在基因和蛋白水平上确定了没食子酸对福氏志贺菌目的基因mdoH和目的蛋白opgH产生的影响；项目建立了系统的Caco-2细胞模型，探索了没食子酸通过影响福氏志贺菌生物膜形成对致病菌致病力和侵袭力产生的影响；项目也进行了没食子酸对金黄色葡萄球菌的抑制及生物膜的影响相关研究工作，测定了没食子酸对金黄色葡萄球菌的抑制及生物膜的影响。确定了金黄色葡萄球菌ica家族基因对生物膜的形成具有重要作用。取得的主要成果以发表文章为主，截至2016年12月底，已发表SCI二区文章一篇，核心期刊文章一篇，投稿SCI二区文章一篇，后续工作还在整理撰写中，项目总体得到的理论成果较为丰富，证明了天然物质对致病菌生物膜形成和致病菌的侵染能力的影响，同时对其他致病菌也进行了铺垫性的探索，为后续研究提供了思路和保障，项目总体完成情况理想。