カンナビゲロールの抗菌効果は、自己誘導物質である21-CSPとAI-2に影響される

The Antibacterial Effect of Cannabigerol toward Is Influenced by the Autoinducers 21-CSP and AI-2.

抄録

細菌は、クオラムセンシング（QS）と呼ばれる細胞間シグナル伝達システムを通じてコミュニケーションをとることができます。QSシステムでは、自己誘導物質が生成され、それぞれの受容体と相互作用することで、特定のシグナル伝達経路が誘導される。口腔カリエス菌のQSシステムは、バイオフィルムの成熟を制御し、その病原性特性に影響を与える。我々は以前、L.植物の非精神活性化合物であるカンナビゲロール（CBG）が、抗菌および抗バイオフィルム活性を持つことを明らかにした。ここでは、2つのQSシステムComCDEとLuxSがCBGに対する感受性とCBGの抗QS活性に及ぼす影響を調査することに興味を持った。これは、様々な変異株を用い、それぞれの自己誘導物質であるcompetence stimulating peptide (CSP) と (S)-4,5-dihydroxy-2,3-pentandione (DPD, pre-AI-2) で補完することで評価された。その結果、ノックアウト株はWT株に比べ、CBGの抗菌作用に対してより感受性が高いことがわかった。21-CSPを外因的に添加すると、 , および変異株に対するCBGによる抗菌作用が阻害されたが、WTおよび株のCBGに対する感受性には影響を与えなかった。DPDを添加すると、WTおよび変異株のCBGに対する感受性は増加した。逆に、CBGは21-CSPで誘導された遺伝子およびComE制御遺伝子の発現を有意に減少させ、AI-2産生の減少を伴ってその発現を抑制した。DPDは、遺伝子およびComE制御遺伝子の発現を誘導し、この誘導はCBGによって抑制された。21-CSP単独では、遺伝子発現に大きな影響はなかったが、AI-2産生量が減少する株が見られた。以上のことから、CBGに対する感受性はComCDEとLuxSのQS経路に影響されること、CBGは.comの抗QS化合物となる可能性があることが示された。さらに、ComCDEとLuxSのQSシステム間のクロストークを証明する証拠も得られた。

Bacteria can communicate through an intercellular signaling system referred to as quorum sensing (QS). The QS system involves the production of autoinducers that interact with their respective receptors, leading to the induction of specific signal transduction pathways. The QS systems of the oral cariogenic regulate the maturation of biofilms and affect its virulent properties. We have previously shown that the non-psychoactive compound cannabigerol (CBG) of the L. plant has anti-bacterial and anti-biofilm activities towards . Here we were interested in investigating the effect of the two QS systems ComCDE and LuxS on the susceptibility of to CBG and the anti-QS activities of CBG. This was assessed by using various and mutant strains and complementation with the respective autoinducers, competence stimulating peptide (CSP) and (S)-4,5-dihydroxy-2,3-pentandione (DPD, pre-AI-2). We found that knockout strains were more sensitive to the anti-bacterial actions of CBG compared to the WT strain. Exogenously added 21-CSP prevented the anti-bacterial actions caused by CBG on the , and mutants, while having no effect on the susceptibility of the WT and strains to CBG. Exogenously added DPD increased the susceptibility of WT and to CBG. Vice versa, CBG significantly reduced the 21-CSP-induced expression of genes and ComE-regulated genes and suppressed the expression of with concomitant reduction in AI-2 production. DPD induced the expression of genes and ComE-regulated genes, and this induction was repressed by CBG. 21-CSP alone had no significant effect on gene expression, while strains showed reduced AI-2 production. In conclusion, our study shows that the susceptibility of to CBG is affected by the ComCDE and LuxS QS pathways, and CBG is a potential anti-QS compound for . Additionally, we provide evidence for crosstalk between the ComCDE and LuxS QS systems.