中医药天花板思路“代谢组学+网络药理分析+分子对接”揭示蜂蜜抑菌新机制
蜂蜜，这份来自蜜蜂辛勤劳作的天然赠礼，不仅以其甜美的口感为人所熟知，更以其独特的药用价值在传统医学中占有一席之地。
自古以来，蜂蜜就被用于治疗各种疾病，从外伤感染到内部炎症，它都显示出了不俗的治疗效果。 蜂蜜的抗菌特性尤为突出，它含有的多种天然成分，如过氧化氢和多种酚类化合物，赋予了它强大的抗菌和抗炎作用。这些成分可以抑制多种细菌的生长，包括一些对传统抗生素产生耐药性的菌株。此外，蜂蜜的粘性特质和较低的pH值也有助于在伤口表面形成保护层 今天这篇文章来自南昌大学罗丽萍团队，创新的探究了蜂蜜的抗菌机制，作者团队不局限于一种蜂蜜，而是通过使用不同浓度品种的蜂蜜培养细菌，筛选后选出了抗菌效果最佳的栲栗蜜（CH）。（栲栗蜜是一种由山毛榉属植物（Castanopsis）花蜜酿成的蜂蜜）。 在这项研究中，研究人员运用了代谢组学和网络药理学的技术，深入探究了CH对抗化脓性链球菌（Streptococcus pyogenes, GAS）的机制。通过这些先进的科学手段，研究人员不仅筛选出了蜂蜜中的抗菌代谢物，还揭示了它们的作用靶点，为我们提供了一种全新的抗菌策略。 友情提示：文末可获取文献的DOI号哦~或者关注我们，回复“999”直接后台获取原文！文献编号：ME2024.9.10
研究背景 化脓性链球菌（GAS）是一种对人类健康构成严重威胁的细菌，它能够引起咽喉炎、皮肤感染等多种疾病。尽管青霉素等β-内酰胺类药物对其有效，但随着抗生素的过度使用，GAS对多种非β-内酰胺类药物产生了抗药性，这使得寻找新的抗菌剂变得尤为迫切。 研究思路 研究人员首先比较了8种单花蜂蜜和人造蜂蜜对GAS的抗菌能力，发现CH具有显著的抗菌效果。随后，他们通过代谢组学分析了CH中的抗菌代谢物，并利用网络药理学和分子对接技术，揭示了这些代谢物是如何作用于GAS的关键靶点。 研究结果 1. 不同种类蜂蜜的抗菌能力 在这项研究中，研究人员首先对8种不同的单花蜂蜜以及人造蜂蜜进行了抗菌能力的比较。他们使用了微量稀释法来测定这些蜂蜜对化脓性链球菌（GAS）的最低抑制浓度（MIC）和最低杀菌浓度（MBC）。实验结果显示，与其他七种蜂蜜相比，CH对GAS表现出了更强的抗菌效果，具有最低的MIC值，这表明CH在较低浓度下就能显著抑制GAS的生长。这项操作不仅揭示了CH的潜在抗菌特性，还为后续的深入研究提供了基础。 2. CH对GAS生长曲线、生物膜、细胞膜和细胞壁的影响 研究人员进一步探究了CH对GAS生长的影响，包括其生长曲线、生物膜形成、以及细胞膜和细胞壁的完整性。通过在不同浓度的CH处理下观察GAS的生长情况，研究人员发现CH能够显著抑制GAS的生长，并且这种抑制效果随着CH浓度的增加而增强。此外，CH还能有效抑制GAS生物膜的形成，并且对已形成的生物膜具有一定的去除能力。通过测量细胞膜的电导率和细胞壁的碱性磷酸酶（ALP）含量，研究显示CH增加了GAS细胞膜和细胞壁的通透性，这可能是CH抑制细菌生长的重要机制之一。 3. CH抑制GAS的代谢机制 为了深入了解CH如何抑制GAS，研究人员通过UPLC-Q/TOF-MS和GC-MS技术，研究人员鉴定了多种在CH处理下发生显著变化的代谢物。这些代谢物的变化反映了GAS在CH作用下的代谢紊乱，特别是与氧化应激相关的代谢途径，如谷胱甘肽代谢、氨基酸tRNA合成等。这些发现为理解CH如何通过干扰GAS的代谢途径来抑制其生长提供了重要线索。 4. 基于代谢组学的CH中抗菌代谢物的筛选 研究人员通过化学分离技术和代谢组学分析，对CH中的化学成分进行了全面分析，并筛选出了可能对GAS具有抗菌作用的代谢物。通过液-液萃取和不同极性溶剂的处理，研究人员从CH中提取了多种成分，并利用UPLC-Q/TOF-MS和GC-MS技术对这些成分进行了分析。通过比较不同提取物的抗菌活性和代谢物组成，研究人员发现某些特定的代谢物，如酚类化合物，与CH的抗菌效果密切相关。 5. 网络药理学分析 网络药理学是一种研究药物作用机制的现代方法，通过构建药物成分、靶点和生物效应之间的网络关系来揭示药物的作用机制。在这项研究中，研究人员利用网络药理学方法，结合代谢组学数据，预测了CH中抗菌代谢物的潜在作用靶点。通过分析这些靶点的生物学功能和相互作用，研究人员揭示了CH可能通过影响GAS的多个关键生物学过程来发挥抗菌作用。 6. 分子对接 分子对接技术是一种计算生物学方法，用于预测药物分子与生物大分子（如蛋白质）之间的结合模式和亲和力。在这项研究中，研究人员利用分子对接技术，对CH中的关键抗菌代谢物与GAS中的关键靶点进行了模拟结合分析。通过计算模拟，研究人员发现某些代谢物能够与GAS的关键酶（如谷胱甘肽过氧化物酶和酪氨酰tRNA合成酶）紧密结合，从而可能抑制这些酶的活性，影响GAS的氧化应激反应和蛋白质合成。 7. CH对GAS中谷胱甘肽过氧化物酶和酪氨酰tRNA合成酶活性及氧化应激水平的影响 最后，研究人员通过实验验证了CH对GAS中两个关键酶活性的影响，以及CH处理下GAS的氧化应激水平变化。实验结果显示，CH能够显著增加GAS的氧化应激水平，并且抑制这两个关键酶的活性。这些结果进一步证实了CH通过影响GAS的氧化应激反应和关键代谢途径来抑制细菌生长的机制。 文章小结 这项研究不仅证实了Castanopsis蜂蜜作为一种天然抗菌剂的潜力，还通过现代科学技术揭示了其背后的分子机制。研究结果表明，CH中的特定代谢物能够通过影响GAS的关键抗氧化酶来增加细菌的氧化应激，从而抑制细菌的生长。这一发现不仅为开发新的抗菌剂提供了科学依据，也为传统天然产物的现代化应用开辟了新的道路。随着抗生素抗药性问题的日益严重，这项研究无疑为我们提供了一种新的思考和解决方案
