木质素抑制金黄色葡萄球菌所致皮肤感染的机制研究：生物膜形成核心基因筛选与验证

摘要

金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus, SA)生物膜形成常导致严重的皮肤感染。木质素是抑制SA生长的有效药物，分析木质素对SA生物膜形成的抑制作用和分子机制有助于为临床治疗皮肤感染提供指导。本研究通过结晶紫染色实验证实木质素对SA生物膜的形成有抑制作用。随后，基于公共数据库获取木质素抑制SA生物膜形成的相关基因，结合机器学习与分子对接方法筛选核心基因。同时，设计人体皮肤SA生长密度预测模型，分析人体皮肤SA生长密度与生物膜形成相关基因表达水平的相关性。最后，通过实时定量PCR(real-time quantitative PCR, RT-qPCR)实验验证核心基因的表达水平。结果显示，木质素最小抑菌浓度(minimum inhibitory concentration, MIC)为16 mg/mL。随着木质素浓度升高，SA生物膜产量逐步减少。purA、trpB、hla、uhpT、leuC等核心基因拥有优越的与木质素结合的性能。人体皮肤预测模型显示，核心基因中trpB、leuC、leuD、dnaI与SA的皮肤生长密度评分呈负相关，而uhpT、hla、purA、dnaN与评分呈正相关。RT-qPCR结果表明，与未经处理的对照菌株相比，木质素处理后的菌株中hla、purA和uhpT基因的转录水平显著下降，而leuC和trpB基因的转录水平显著上升，与数据分析结果一致。本研究揭示了木质素对SA生物膜形成的靶向抑制作用，并阐明了其在SA皮肤感染中的治疗价值。

关键词

木质素 / 金黄色葡萄球菌 / 生物膜 / 皮肤感染 / 生物信息学