石榴内生菌中群体感应信号分子的发现与活性评价文献综述

 2022-11-12 15:25:36

一、选题依据（包括选题的目的、意义、国内外研究现状述评，附主要参考文献）

1 研究目的和意义

细菌群体感应是指细菌可以产生、释放一种称为自体诱导物（autoinducers，AI）的化学信号分子，当信号分子浓度达到一定阈值时，细菌会沟通协调他们的群体行为，调控一些相关基因的表达，这种化学交流机制被称为群体感应（quorum sensing，QS）。通过群体感应系统，细菌可以调控次级代谢、分泌蛋白、生物发光、质粒转移、群集运动、产生毒力因子及生物被膜的形成等。长期以来，抗生素是抵抗细菌感染的重要手段，然而大量抗生素在长期使用后都出现了不同程度的药效降低，人类不得不加大抗生素的使用剂量，而这一做法进一步加剧了病原菌产生耐药性。因此，寻找新型抗菌药物、解决细菌对抗菌药物的耐药性问题已经成为了一个紧迫的研究课题。

细菌群体感应现象的发现为研究新型抗菌药物，合理设计抗毒力药物提供了新靶点。通过干扰细菌群体感应系统，可以在不影响细菌生长的前提下，降低细菌的毒力，影响细菌的生理活动，从而达到降低细菌致病力、进而杀死细菌的目的。由于这一过程中细菌的生长并没有受到抑制，因此不会出现细菌的选择压力、产生耐药性问题，通过抑制细菌的生物被膜等毒力，也可以降低细菌的生存能力，更易于杀死细菌。

当前，对于细菌群体感应抑制剂（quorum sensing inhibitors，QSI）的报道多集中于植物提取物和化学合成物质，有关微生物尤其是植物内生真菌产生QSI活性物质的报道较少。本课题以石榴为对象，从中分离植物内生真菌，利用实验室已经构建的QSI筛选模型对内生真菌的代谢产物进行QSI活性检测，以期获得1~2株活性菌株，在此基础上对活性菌株进行发酵，借助柱层析和生物自显影对代谢产物进行活性追踪，以期获得具有QSI活性的化合物，为新型QSI的开发和应用提供理论依据。

2 国内外研究现状

细菌是小型单细胞原核生物，既没有核膜，也没有细胞器膜，然而，它们有能力使用不同的化学语言进行相互沟通[1]。细菌可以产生、释放并检测一种称为自体诱导物（autoinducers，AI）的化学信号分子，这种信号分子的浓度随着菌群密度的增加而增加。根据信号分子浓度的变化，细菌可以探知到周围菌群浓度的变化情况。当信号分子浓度达到一定阈值时，细菌会沟通协调他们的群体行为，调控一些相关基因的表达，将基因表达至不同的表型。细菌的这种化学交流机制被称为群体感应（quorum sensing，QS）[2, 3]。通过群体感应系统，细菌可以像多细胞生物那样，完成单个细胞无法完成的功能，比如调控次级代谢、分泌蛋白、生物发光、质粒转移、群集运动、产生毒力因子及生物被膜的形成等[4-6]。

细菌的群体感应系统对致病菌的致病性是至关重要的。当菌群密度比较低时，群体感应致病菌会处于一种“沉默”状态，不会释放它们的毒力因子，以免被宿主免疫系统识别、攻击；当菌群密度达到一定阀值时，群体感应致病菌通过感知信号分子浓度来协调一致地释放毒力因子，给宿主致命打击，从而增加自己的生存可能性。此外，细菌生物被膜的形成与群体感应系统有关。形成生物被膜后，杀死细菌所需用的抗生素剂量是浮游状态下的100倍以上[7]。因此，研究细菌的群体感应系统，理清群体感应系统与致病菌致病性的关系，通过阻断群体感应系统来降低致病菌的致病性将会是一个很有前景的研究课题。

2.1 革兰氏阴性菌的QS系统

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