メチシリン耐性黄色ブドウ球菌に対する膜透過性、アポトーシス、バイオフィルム形成とプロテオミクス解析の組み合わせによる精油の抗菌機構を探る

/ /

日本語AIでPubMedを検索

PubMedの提供する医学論文データベースを日本語で検索できます。AI(Deep Learning)を活用した機械翻訳エンジンにより、精度高く日本語へ翻訳された論文をご参照いただけます。

Int. J. Med. Microbiol..2020 Jul;310(5):151435. S1438-4221(20)30045-X. doi: 10.1016/j.ijmm.2020.151435.Epub 2020-06-03.

メチシリン耐性黄色ブドウ球菌に対する膜透過性、アポトーシス、バイオフィルム形成とプロテオミクス解析の組み合わせによる精油の抗菌機構を探る

Exploring the antibacterial mechanism of essential oils by membrane permeability, apoptosis and biofilm formation combination with proteomics analysis against methicillin-resistant staphylococcus aureus.

Cailin Tang
Jiali Chen
Lixia Zhang
Rongfei Zhang
Sichen Zhang
Shaoxia Ye
Zhimin Zhao
Depo Yang

PMID: 32654773 DOI: 10.1016/j.ijmm.2020.151435.

抄録

メチシリン耐性黄色ブドウ球菌（MRSA）は、世界的に食中毒や感染症の重要な原因の一つであり、多くの病原性因子を産生し、宿主のコロニー化能力を高めることができるので、対象物の表面に素早くコロニー化して拡散することができます。精油（EO）は、抗菌作用を有する天然物の一つであり、抗菌剤発見の重要な源泉として利用でき、幅広い開発の見通しがある。しかし、抗菌作用のメカニズムが不明瞭であることが、今後の開発・利用の障害となっている。そこで、本研究の目的は、無標識定量プロテオミクスを用いて、MRSAに対するAmomum villosum Lour（A villosum Lour）由来のEOの抗菌機構を明らかにし、EOが細菌のプロテオーム、酵素活性、細菌の細胞内生体分子の漏出に及ぼす影響を調べることであった。EOの存在下でのMRSAのプロテオーム解析の結果、対照群と治療群の間には144個の差動発現タンパク質（DEP）が存在し、そのうち42個のタンパク質が明らかに上昇し、102個のタンパク質が低下していた。また、ドデシル硫酸ナトリウム-ポリアクリルアミドゲル電気泳動（SDS-PAGE）分析、細胞膜透過性およびアポトーシスの測定、走査型電子顕微鏡（SEM）観察、細菌表面の疎水性およびバイオフィルム形成の測定を行った。以上の結果から、EOによる細胞膜損傷は、細胞膜の完全性を喪失させ、細胞内高分子物質の流出、タンパク質の阻害、バイオフィルム合成を引き起こすことが示唆された。以上の結果から、EOは多方面から抗菌効果を発揮することが明らかになり、抗菌メカニズムの理解が深まり、食品保存料や製薬産業への応用価値があることが明らかになりました。

Methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA) is one of the important causes of food poisoning and infectious diseases worldwide, it can produce a large number of virulence factors, enhance the colonization ability of the host so that it can quickly colonize and spread on the surface of the objects. Essential oil (EO) is one of the natural products with antimicrobial properties, can be used as an important source of antibacterial agent discovery, and has a broad development prospect. However, the unclear mechanisms of antibacterial action have become an obstacle to its further development and use. Hence, the objective of the present study was to reveal the antibacterial mechanism of EO from Amomum villosum Lour (A villosum Lour) against MRSA using label-free quantitative proteomics, investigate the effect of EO on the bacterial proteome, enzymatic activities and leakage of bacterial intracellular biomacromolecule. Proteomic analysis of MRSA in the presence of EO found that a total of 144 differential expressed proteins (DEPs) between the control and treatment group, in which 42 proteins were distinctly up-regulated and 102 proteins were down-regulated. Besides, sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis (SDS-PAGE) analysis, determination of cell membrane permeability and apoptosis, scanning electron microscopy (SEM) observations, bacterial surface hydrophobicity, and biofilm formation measurement were performed. Collectively, the above results indicated that the cell membrane damage by EO leads to the loss of membrane integrity and causes leakage of intracellular macromolecular substances, inhibition of protein, and biofilm synthesis. These findings manifested that EO exerts antibacterial effect by multiple avenues and expands our understanding of the antibacterial mechanism, it has potential application value in food preservative and pharmaceutical industries.