胆汁盐的多重生物活性研究:抗菌、抗癌与伤口愈合功效的机制探索
《Scientific Reports》:Antimicrobial and healing efficacy of bile salts with insights into cytotoxic activity
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时间:2025年12月06日
来源:Scientific Reports 3.9
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本研究针对多重耐药菌感染、癌症治疗和慢性伤口愈合等临床挑战,探讨了天然胆汁盐的多元化学生物学功能。研究人员通过GC-MS分析揭示了胆汁盐中丰富的脂质衍生物和类固醇成分,并证实其对MRSA和念珠菌属具有显著抗菌活性(抑菌圈22-29 mm)和剂量依赖性抗生物膜效应(抑制率>70%)。同时发现胆汁盐可促进HFB4细胞迁移(伤口闭合率57.58% vs 对照组31.23%),并通过诱导A-431细胞G2/M期阻滞(8.63% vs 对照组0.81%)展现细胞毒性。该研究为开发基于胆汁盐的多功能治疗剂提供了实验依据。
在抗生素耐药性危机日益严峻的当下,寻找新型抗菌剂已成为全球公共卫生的迫切需求。同时,癌症治疗的选择性不足以及慢性伤口难以愈合等问题,也持续挑战着现代医学的边界。正当科学家们努力探索解决方案时,一类人体内天然存在的物质——胆汁盐,展现出令人瞩目的多重生物活性。传统认知中,胆汁盐仅是脂质消化吸收的“助手”,但最新研究表明,这类两性分子在抗菌、抗癌和组织修复方面均具有重要功能。其独特的膜破坏特性可有效对抗耐药菌,而对特定癌细胞周期的调控能力又为肿瘤治疗提供了新思路。正是基于这样的背景,Al-Rajhi等研究人员在《Scientific Reports》上发表了关于胆汁盐系统生物学效应的创新研究。
本研究采用多学科技术方法:通过气相色谱-质谱联用(GC-MS)分析绵羊胆囊胆汁的化学成分;采用琼脂扩散法和微量稀释法测定对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(MRSA)和念珠菌等病原体的最小抑菌浓度(MIC)和抗生物膜活性;通过细胞划痕实验评估人皮肤成纤维细胞(HFB4)的迁移能力;利用MTT法检测对非洲绿猴肾细胞(Vero CCL-81)和人表皮样癌细胞(A-431)的细胞毒性;结合流式细胞术进行细胞周期和凋亡分析。
化学成分分析显示,胆汁盐中含有甘油、多种脂肪酸及其甲酯(如十六烷酸甲酯)、植物源性黄酮类化合物等活性成分。其中9-十八碳烯酸(Z)含量最高(19.62%),这些成分为其生物活性提供了物质基础。
抗菌实验结果表明,胆汁盐对MRSA的抑菌圈直径达22±0.33 mm,优于标准抗生素(18±0.8 mm)。对金黄色葡萄球菌和表皮葡萄球菌的抑菌作用尤为显著(28-29 mm)。针对念珠菌属,胆汁盐同样表现出23-28 mm的抑菌圈。最小抑菌浓度(MIC)和最小杀菌浓度(MBC/MFC)测定证实,胆汁盐对金黄色葡萄球菌和MRSA的MIC均为7.8μg/mL,表现出强效抗菌活性。
在抗生物膜实验中,胆汁盐在75% MBC浓度下对表皮葡萄球菌和热带念珠菌的生物膜抑制率分别达到97.48%和97.34%,且呈现剂量依赖性。即使在25% MBC的低浓度下,仍能保持70%以上的抑制效果,表明其具有显著的抗生物膜潜力。
伤口愈合实验显示,胆汁盐处理组的HFB4细胞在48小时后的伤口闭合率达到57.58%,显著高于对照组(31.23%)。显微镜观察证实,处理组细胞迁移能力明显增强,伤口宽度显著缩小,表明胆汁盐能有效促进上皮细胞再生。
细胞毒性实验发现,胆汁盐对Vero细胞(CCL-81)和A-431细胞的半数抑制浓度(IC50)分别为74.95μg/mL和74.33μg/mL,选择性指数(SI)接近1,表明其抗癌选择性有限。细胞形态学观察显示,随着浓度升高,两种细胞均出现细胞皱缩、贴壁性丧失等毒性特征。
细胞周期分析揭示,胆汁盐处理使A-431细胞的G2/M期比例从0.81%显著增加至8.63%,同时G0/G1期和S期细胞减少,表明其通过诱导G2/M期阻滞抑制肿瘤细胞增殖。这种细胞周期阻滞可能与DNA损伤应答或微管动力学紊乱有关。
综合研究结论表明,胆汁盐具有广谱抗菌、促进伤口愈合和细胞毒性等多重生物活性。其抗菌机制可能与破坏微生物细胞膜结构有关,而促愈合作用则涉及法尼醇X受体(FXR)等信号通路的调控。尽管胆汁盐对癌细胞和正常细胞的毒性选择性有限,但G2/M期阻滞效应的发现为其结构优化提供了方向。研究人员建议未来采用液相色谱-串联质谱(LC-MS/MS)技术精确量化特定胆汁酸成分,并通过体内实验进一步验证其治疗潜力。这项研究为开发基于胆汁盐的联合疗法奠定了重要基础,尤其在耐药菌感染控制和慢性伤口管理方面具有转化价值。
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