白屈菜红碱在抑制黏菌素耐药基因转移中的应用

摘要

本发明公开了白屈菜红碱在抑制黏菌素耐药基因转移中的应用。本发明通过接合转移试验证明了白屈菜红碱可以显著抑制携带黏菌素耐药基因mcr‑1的质粒在大肠杆菌间的转移。由此可见，白屈菜红碱可以抑制黏菌素耐药质粒的传播，为黏菌素耐药性的控制提供新的思路和来源，在医药、食品、兽医公共卫生等领域具有广泛的应用价值。

说明书

技术领域

本发明属于生物医学领域，具体涉及白屈菜红碱在抑制黏菌素耐药基因转移中的应用。

背景技术

黏菌素耐药性是近年来备受关注的方向。黏菌素耐药的主要机制是染色体上的二元调控系统突变，该耐药性不易扩散。2015年我国研究人员在猪源大肠杆菌中首次报道了质粒介导的可转移黏菌素耐药基因mcr-1，揭示了近年来动物源细菌黏菌素耐药性逐年上升的原因。目前发现mcr-1基因主要存在于大肠杆菌的IncI2、IncX4及IncHI2型质粒上，且已在全球超过60个国家广泛流行。IncI2型和IncX4型质粒依旧是流行最广的携带mcr-1基因的质粒类型，mcr-1基因的流行严重限制了黏菌素在临床以及蓄禽养殖业中的应用。因此，急需寻找可以抑制黏菌素耐药基因mcr-1转移的药物，减少黏菌素耐药性的扩散。

白屈菜红碱是一种苯并菲啶类异喹啉生物碱，存在于植物白屈菜中，具有清热解毒、抗菌消炎、降压抗癌作用，它是一种广泛使用的体外蛋白激酶C抑制剂，并且是 G蛋白偶联CB1受体的有效拮抗剂。研究表明，白屈菜红碱对多种类型的人类癌细胞具有抗癌作用，已成为许多潜在的抗癌新药的基础。此外，白屈菜红碱对金黄色葡萄球菌和其他人类病原体具有抗菌活性。

发明内容

本发明的目的是抑制黏菌素耐药性的扩散。

本发明首先保护白屈菜红碱在抑制黏菌素耐药基因转移中的应用。

上述应用中，所述抑制黏菌素耐药基因转移可通过抑制质粒转移实现；所述质粒携带黏菌素耐药基因。

上述应用中，所述质粒可为IncI2型质粒或IncX4型质粒。

上述应用中，所述转移可为大肠杆菌间的转移。

上述应用中，所述黏菌素耐药基因可为mcr-1基因。

本发明还保护白屈菜红碱在抑制黏菌素耐药质粒转移中的应用；所述黏菌素耐药质粒携带黏菌素耐药基因。

上述应用中，所述黏菌素耐药质粒可为IncI2型质粒或IncX4型质粒。

上述应用中，所述转移可为大肠杆菌间的转移。

上述应用中，所述黏菌素耐药基因可为mcr-1基因。

上述任一所述的应用中，所述白屈菜红碱抑制黏菌素耐药基因转移或黏菌素耐药质粒转移时，白屈菜红碱的浓度可为2-8μg/mL(如2-4μg/mL、4-6μg/mL、6-8μ g/mL、2μg/mL、4μg/mL、6μg/mL或8μg/mL)。

白屈菜红碱在抑制黏菌素耐药性中的应用也属于本发明的保护范围。

上述应用中，所述抑制黏菌素耐药性可通过抑制质粒转移实现；所述质粒携带黏菌素耐药基因。

上述应用中，所述质粒可为IncI2型质粒或IncX4型质粒。

上述应用中，所述转移可为大肠杆菌间的转移。

上述应用中，所述黏菌素耐药基因可为mcr-1基因。

上述任一所述的应用中，所述白屈菜红碱在抑制黏菌素耐药性时，白屈菜红碱的浓度可为2-8μg/mL(如2-4μg/mL、4-6μg/mL、6-8μg/mL、2μg/mL、4μg/mL、6 μg/mL或8μg/mL)。

上述任一所述的应用中，所述大肠杆菌可为大肠杆菌ZJ28、大肠杆菌ZJ807或大肠杆菌J53。

本发明通过接合转移试验证明了白屈菜红碱可以显著抑制携带黏菌素耐药基因mcr-1的质粒在大肠杆菌间的转移。由此可见，白屈菜红碱可以作为黏菌素耐药质粒转移的抑制剂，抑制黏菌素耐药性的扩散，为黏菌素耐药性的控制提供新的思路和来源，在医药、食品、兽医公共卫生等领域具有广泛的应用价值。

附图说明

图1为白屈菜红碱降低携带mcr-1的IncI2质粒和携带mcr-1的IncX4质粒的接合转移频率。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，给出的实施例仅为了阐明本发明，而不是为了限制本发明的范围。以下提供的实施例可作为本技术领域普通技术人员进行进一步改进的指南，并不以任何方式构成对本发明的限制。

下述实施例中的实验方法，如无特殊说明，均为常规方法，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

白屈菜红碱为上海陶术生物科技有限公司的产品，有效含量为99.19％。

多黏菌素E为阿拉丁生化科技有限公司的产品，有效含量为99％。

叠氮钠为卡迈舒(上海)生化科技有限公司的产品，有效含量为99％。

下述实施例中涉及的培养基的制备方法如下：

BHI肉汤培养基：向适量蒸馏水中加入18.5g LB肉汤培养基(北京陆桥技术股份有限公司)，之后用蒸馏水定容至500mL，121℃高压蒸汽灭菌20min，冷却。

BHI琼脂培养基：向适量蒸馏水中加入25g BHI琼脂培养基(北京陆桥技术股份有限公司)，之后用蒸馏水定容至500mL，121℃高压蒸汽灭菌20min，倒平板，冷却。

实施例1、大肠杆菌ZJ807、大肠杆菌ZJ28和大肠杆菌J53的鉴定

大肠杆菌ZJ807记载于如下文献中：Prevalence，risk factors，outcomes，andmolecular epidemiology of mcr-1-positive Enterobacteriaceae in patients andhealthy adults from China：an epidemiological and clinical study)，并上传基因组序列至NCBI，BioSample Accession Number：SAMN05437814。

大肠杆菌ZJ28记载于如下文献中：Prevalence，risk factors，outcomes，andmolecular epidemiology of mcr-1-positive Enterobacteriaceae in patients andhealthy adults from China：an epidemiological and clinical study，并上传基因组序列至NCBI，BioSample Accession Number：SAMN05437813。

大肠杆菌J53记载于如下文献中：Genome sequence of Escherichia coli J53，a reference strain for genetic studies.GenBank accession number AICK00000000。

经鉴定，大肠杆菌ZJ807的基因组携带mcr-1阳性IncI2质粒；大肠杆菌ZJ28 的基因组携带mcr-1阳性IncX4质粒；大肠杆菌J53的基因组携带抗叠氮钠的基因，具有叠氮钠抗性。

实施例2、白屈菜红碱在抑制携带mcr-1阳性质粒转移中的应用

以大肠杆菌ZJ28或大肠杆菌ZJ807作为供体菌、大肠杆菌J53作为受体菌，采用接合转移方法评价白屈菜红碱对携带mcr-1阳性质粒在大肠杆菌间的转移效果。

1、多黏菌素E储存液、白屈菜红碱储存液和叠氮钠储存液的制备

(1)取多黏菌素E，用去离子水稀释，得到浓度为2560μg/mL的多黏菌素E 溶液；之后将多黏菌素E溶液用无菌滤膜(美国Pall公司，孔径为0.22μm)过滤，得到多黏菌素E储存液。

(2)取白屈菜红碱，用去离子水稀释，得到浓度为1000μg/mL的白屈菜红碱溶液；之后将白屈菜红碱溶液用无菌滤膜过滤，得到白屈菜红碱储存液。

(3)取叠氮钠，用去离子水稀释，得到浓度为100mg/mL的叠氮钠溶液；之后将叠氮钠溶液用无菌滤膜过滤，得到叠氮钠储存液。

2、接合转移

(1)将供体菌(大肠杆菌ZJ28或大肠杆菌ZJ807)单克隆接种于2ml含多黏菌素E1μg/mL的BHI肉汤培养基，37℃、200rpm培养16h，得到供体菌溶液1；之后将200μL供体菌溶液1接种于2mL BHI肉汤培养基，37℃、200rpm培养4h，得到供体菌溶液2；用BHI肉汤培养基稀释供体菌溶液2，得到浓度为10

(2)将大肠杆菌J53单克隆接种于2ml含叠氮钠100μg/mL的BHI肉汤培养基， 37℃、200rpm培养16h，得到受体菌溶液1；之后将200μL受体菌溶液1接种于2mL BHI肉汤培养基，37℃、200rpm培养4h，得到受体菌溶液2；用BHI肉汤培养基稀释受体菌溶液2，得到浓度为10

(3)将200μL步骤(1)得到的供体菌溶液3和200μL步骤(2)得到的受体菌溶液3混合，4000rpm离心5min，收集沉淀。

(4)完成步骤(3)后，将沉淀重悬于培养基(含2μg/mL白屈菜红碱的BHI肉汤培养基、含4μg/mL白屈菜红碱的BHI肉汤培养基或含8μg/mL白屈菜红碱的BHI 肉汤培养基)中，37℃静置16h，得到混合菌液。

(5)完成步骤(4)后，将100μL混合菌液用无菌水进行稀释，然后涂布于双药板(含2μg/mL多黏菌素E和200μg/mL叠氮钠的BHI琼脂培养基)或单药板(含 200μg/mL叠氮钠的BHI琼脂培养基)37℃静置24h。统计接合子数量和受体数量。双药板上生长的菌落即为接合子。单药板上生长的菌落为受体菌和接合子。

同时，分别将100μL步骤(1)得到的供体菌溶液3和100μL步骤(2)得到的受体菌溶液3用无菌水进行稀释，然后涂布于双药板。如果双药板上未出现任何菌落生长，则说明供体菌与受体菌均无自发突变。

结果表明，供体菌(大肠杆菌ZJ28或大肠杆菌ZJ807)与受体菌(即大肠杆菌 J53)均无自发突变。

(6)完成步骤(5)后，计算接合转移频率。接合转移频率＝接合子数量/(受体数量+接合子数量)

接合转移试验至少进行三个生物学重复，结果取平均值。

统计结果见图1(a为供体菌大肠杆菌ZJ807，b为供体菌为大肠杆菌ZJ28，CHE 为白屈菜红碱)：当白屈菜红碱浓度为2μg/mL时，IncI2质粒和IncX4质粒的接合转移频率相对对照组分别被降低了约2倍和7倍；当白屈菜红碱浓度为4μg/mL时， IncI2质粒和IncX4质粒的接合转移频率相对对照组分别被降低了约20倍和10倍；当白屈菜红碱浓度为8μg/mL时，IncI2质粒和IncX4质粒的接合转移频率相对对照组分别被降低了100倍和17倍。结果表明，在白屈菜红碱的作用下，携带mcr-1的 IncI2质粒和携带mcr-1的IncX4质粒的接合转移频率均显著下降，并呈现浓度依赖性(p<0.05)。

上述结果表明，白屈菜红碱可以显著降低IncI2质粒和IncX4质粒的接合转移频率。这一结果提示白屈菜红碱可以作为黏菌素耐药质粒转移的抑制剂，抑制黏菌素耐药性的扩散。

以上对本发明进行了详述。对于本领域技术人员来说，在不脱离本发明的宗旨和范围，以及无需进行不必要的实验情况下，可在等同参数、浓度和条件下，在较宽范围内实施本发明。虽然本发明给出了特殊的实施例，应该理解为，可以对本发明作进一步的改进。总之，按本发明的原理，本申请欲包括任何变更、用途或对本发明的改进，包括脱离了本申请中已公开范围，而用本领域已知的常规技术进行的改变。