以RNA-seq策略探索新型QSI破坏耐药细菌生物被膜的分子作用机制

抗生素药物的滥用，人类致病菌的耐药日益成为全球性的公共卫生难题。就目前文献报道看，细菌耐药的机制主要有5种，而其中细菌胞外形成的生物被膜（biofilm,BF）是几乎所有抗生素进入耐药细菌体内面临的第一道屏障。本申请在发现系列天然含氮小分子化合物可以有效抑制细菌群体感应（QS）的基础上，立足由QS引起的细菌生物被膜，借助比较转录组学最新研究成果（RNA-seq技术）和生物信息学新的分析方法（如SOAP包含的多个子分析软件等），通过对以产IMP-1的铜绿假单胞菌为主，包括产OXA-23和耐泛药的鲍曼不动杆菌以及耐甲氧西林金黄色葡萄球菌等4种超级耐药细菌生物被膜破坏前后的总RNA（包括编码RNA如mRNA、非编码RNA以及小RNA）比对，试图揭示这类新型群体感应抑制剂（QSI）破坏细菌生物被膜的分子作用机制。进而阐释这类新型QSI对与生物被膜机制相关联的超级细菌的抗耐药分子作用机制。

抗生素药物的滥用，人类致病菌的耐药日益成为全球性的公共卫生难题。就目前文献报道看，细菌耐药的机制主要有5种，而其中细菌胞外形成的生物被膜（biofilm,BF）是几乎所有抗生素进入耐药细菌体内面临的第一道屏障。. 在基金资助下，本课题立足实验室已经筛选出的小分子细菌群体感应抑制剂（QSI）的基础上，立足由QS引起的细菌生物被膜，借助比较转录组学最新研究成果（RNA-seq技术）和生物信息学新的分析方法（如SOAP包含的多个子分析软件等），通过对以产IMP-1的铜绿假单胞菌为主，包括产OXA-23和耐泛药的鲍曼不动杆菌以及耐甲氧西林金黄色葡萄球菌等4种超级耐药细菌生物被膜破坏前后的总RNA（包括编码RNA如mRNA、非编码RNA以及小RNA）比对，试图揭示这类新型群体感应抑制剂（QSI）破坏细菌生物被膜的分子作用机制。进而阐释这类新型QSI对与生物被膜机制相关联的超级细菌的抗耐药分子作用机制。. 重要结果：（1）利用RNA-Seq技术从分子水平分析了白藜芦醇和熊果酸对MRSA生物被膜的抑制作用机制；（2）利用RNA-Seq技术从分子水平分析了白藜芦醇和熊果酸对MSSA（ATCC25923）生物被膜的抑制作用。发现药敏的金黄色葡萄球菌MSSA一旦形成生物被膜，可能会引起或加剧其耐药性；（3）在基金资助下，拓宽了研究领域，先后对牛尾菜、四棱菝葜、金花茶等药（食）植物的化学成分和抗细菌被膜形成等活性进行了研究，分离化合物近50个，其中新化合物9个；（4）立足基金支持所建立的临床耐药菌株的被膜模型，在满足本项目的基础上，拓宽了该模型的社会服务功能，目前已经对外单位所送近100个样品进行了活性筛选，活性物质6个；（4）在基金支持下，发表学术论文13篇，其中SCI论文11篇（2区以上4篇），获批中国专利3项，培养研究生7个，其中已毕业博士1名，已毕业硕士2名。. 关键数据及其科学意义：目前实验室已经具备完整的细菌生物被膜的活性评价平台，为基于被膜耐药的新型抗生素的筛选具备了极好的技术储备。目前已经筛选出具有抑制被膜的活性物质26个。以resveratrol和一个三萜类化合物为活性物质，基于RNA-Seq技术的耐药菌株以及非耐药菌株的转录组学数据分析和再分析、乃至深度挖掘，为抗生素耐药提供了极好的物质基础、研究思路和作用机制分析。